鲁南战役决定，初步计划是由陈毅、粟裕率山东野战军机关指挥1师、1纵队、8师、9师、10师、4师10团及警备旅共27团，首先歼灭国民党整编26师及1快速纵队，再乘胜歼击冯治安部整编77师、整编59师或整编51师。由谭震林（任华中野战军政治委员）率轻便指挥机关指挥2纵队、6师、7师、9纵队及13旅共24团，在沭阳东西区组织运动防御，阻滞南线国民党军北进，相机歼敌一部，保证鲁南战役顺利进行，并负责指导华中敌游击战争。参战部队迅速隐蔽北。
12月27日，陈毅主持召野战军战议，各纵队及师领导干部参加。传达了中共中央军委关鲁南战役的指示，介绍分析了鲁南的敌情：国民党整编26师及1快速纵队系蒋介石嫡系部队，全部械装备，是鲁南敌军中战力最强的部队。
选择它鲁南战役一阶段的打击象，是因它深入解放区比较突，与其右翼整编77师边整编51师相距均达30余公；且整编77师原西北军，整编51师原东北军，矛盾很深，互相间不积极增援。因此解放军胆集中绝优势兵力，27团全部。
议研究了具体的战部署，决定战役合围与战术分割同进行。陈毅在讲话中特别强调集中统一指挥的重，求山东华中野战军加强团结、互助习，密切协同，主动支援。
由陈毅、粟裕、谭震林、陈士榘签《峄东战计划》，鲁南战役一阶段了具体部署：
（1）8师、9师、10师、4师（欠2团）、警备旅编右纵队，统由鲁中军区司令员王建安、政治委员向明、鲁南军区政治委员傅秋涛、副司令员郭化若指挥。担任歼灭石城崮、青山周围区敌26师44旅，夺取并控制石城崮、青山阵，坚决阻击峄县、枣庄东援敌，配合左纵队由西向东歼击向城南区敌的任务；另主力一部首先夺取石龙山阵，手继续攻取向城，并控制该阵，分割敌26师169旅与44旅间的联系。一步任务完应派队协助左纵队解决26师师部及80旅，并集中主力傅山口、鹅山、兰陵间区与左纵队陶师（华中野战军1师，师长陶勇）打通联系。
（2）陶师、1纵编左纵队，直归本部指挥。担任歼灭敌80旅、快纵及169旅任务。1纵首先集中主力围歼卞庄敌（169旅1团）；另力部队歼灭向城东南渔沟区敌炮5团，并阻击向城、渔沟区东援敌。一步任务完配合陶师由东向西彻底歼灭敌80旅及169旅残部。
陶师一部挺进东房前、忠村（兰陵东北10）与兰陵、洪山间区，相机进占兰陵、洪山，并控制该阵。主力隐蔽控制锅（向城南20）、风落南，鲁坊、南桥北间区，负责打通与右纵联系，歼击冯治安部北援及峄县敌东援，并截击西窜敌。述任务完，即配合1纵主力歼灭80旅。
（3）3分区部队担任确保马头、新村沿河阵，包围监视长城、铁佛寺间敌人并坚决阻击其东犯任务，除主力沿长城、铁佛寺、沟集东、沂河西区布置包围外，应精干武装组织民兵分股挺入兰陵、邳县、兰峄间及峄台西区，广泛展游击战争，破袭敌军通运输，焚毁敌军兵站、仓库，掌握敌纵深情况变化，配合主力战，并与向南与纪集一带的6分区部队取密切联系。
计划具体规定了各参战部队进路线、集结位置、勤供应、弹药、伤员收容、通信联络、注意项等。求各部统限1日拂晓前调整部署完毕，无特殊情况变化，决定1月2日夜战斗，指挥部2日24前进至碑住指挥。