12日晨，进犯坦埠的国民党军1兵团主力竟日向华东野战军部队猛攻，尤整编74师最猖狂，已攻占黄鹿寨、三角山、杨寨等点，整编25师进至旧寨附近，整编83师攻占野猪旺。
13日，国民党军分三路继续向坦埠南华东野战军部队阵猛攻，遭华东野战军4、9纵队顽强抗击，黄昏缩至黄斗顶山、杨寨、马牧池线。
华东野战军在打退国民党军进攻的同，完了击的准备。1、8纵队秘密穿插的动入国民党军纵深，至14日午，分别攻占了曹庄黄斗顶山、马山，割裂了整编74师与其左右邻联系。隐伏鲁南区的6纵队，昼夜兼程北进，达了垛庄西南的白埠、石兰区。
整编74师现华东野战军部队已入其两翼，即向南收缩。华东野战军部队立即向国民党军全线进攻。
经激战，至15日拂晓，6纵队在1纵队一部的协同，攻占了垛庄，8纵队攻占了万泉山，3纵队打通了联系，封闭了合围口，并构了阻击整编25、整编83师的强有力的防线；正面的4、9纵队推进至唐峪子、赵城子线，并一度攻占碾、雕窝，将整编74师及整编83师一部合围在芦山、孟良崮及其北狭区内。
与主攻部队达合围整编74师的同，10纵队一部迫近莱芜5军；3纵队进至新泰东南区，阻整编11师东援；2纵队在界湖区向西南压迫整编83师，并向东南构筑阻击7军等部的坚固阵；7纵队在河阳东北区牵制7军、整编48师的进攻，并阻击其西援；鲁南及滨海方武装已迫近临沂，威胁国民党军方。
整编74师被华东野战军合围，蒋介石等认该师战斗力强，又占据着易守难攻的有利制高点，附近有强的增援兵力，是同华东野战军决战的机，是一面命令整编74师师长张灵甫坚决固守阵，吸引住华东野战军主力，一面急令新泰整编11师、蒙整编65师、桃虚整编25师、青驼寺整编83师、河阳7军整编48师火速向整编74师靠拢，并急令莱芜5军南，鲁南整编64师整编20师向垛庄、青驼寺前进，楼德整编9师向蒙增援，企图11整编师（军）内外夹击，歼灭华东野战军主力，解整编74师围。
张灵甫虽感吃饭、饮水困难，缺少弹药，难坚持，但认建制完整，并居战线中央，友邻的增援，因此，一面求1兵团空投粮弹，一面调整部署，依托山头固守待援。在蒋介石严令督促，其各路援兵齐向孟良崮东西区急进。
华东野战军前委鉴国民党军已调动了庞兵力向孟良崮增援，近者不足10公，远者亦仅1日至2日行程，战场形势十分严峻，即令各阻援部队准备打击强的国民党援军，同令各主攻部队被围整编74师加速猛攻，不惜任何代价，一定在各路国民党援军赶前，彻底歼灭整编74师。各部立即传达了一决，并采取各方式广泛展了战场鼓动工。
是，一场围歼整编74师的阵攻坚战始了。华东野战军全体指战员坚决执行命令，扬了猛打猛冲的战斗风，忍饥耐渴，奋勇战。