蒋介石的“御林军”整编74师被全歼，师长张灵甫被击毙。
据被俘的该师报务队队长说，张灵甫被击毙前几分钟，向南京紧急呼救，蒋介石他再坚持3钟头，是不3分钟他就被打死了。张灵甫的死，国民党军战报中竟说是“慷慨仁”。
国民党军1兵团根据先逃回临沂的1团长及少数官兵的口述，5月19日写战报，体反映了此役的基本程激烈状况。战报内容：
14日黄昏，整74师全部达孟良崮，58旅占领孟良崮，51、57旅两旅则占领东北麓及其附近村落。夜，敌即跟随进犯，四面包围，激战彻夜，短兵相接，敌我伤亡均极惨重。
15日拂晓前，敌军陆续增加，不断扑犯，枪炮雨，火光冲，双方燃烧弹极，我军所处村落工尽皆着火燃烧，战斗惨烈，素所未见，敌我伤亡枕藉乃至击孔堵塞。拂晓，万泉山失守，敌部即猛攻雕窝高，同，东北麓方向敌蚁聚麇集其炽盛火力，逐波冲锋，势潮涌。我军退守山麓，步步相持。午间，垛庄方向窜敌6纵队，更沿西麓进犯，战况更紧迫。
15日午迄夜间，敌军更加迫近。我军抵死搏斗，反复冲杀，彼我战线犬牙相错，战斗尤激饮料断绝，渴不支，体力渐弱，各炮火俯角全失，效力降低，且阵毫无遮掩，全受敌方火制，山概系岩石，敌方击威力倍增，人马损害更，尤我军马骡及杂役兵夫受敌炮击惊扰奔窜，引部队混乱，致使掌握困难，敌军因各方渗入。烈。因我军完全保守山，16日拂晓，敌军逐步侵入半山，我占领区域愈，山岭倾斜愈急，我飞机所投弹粮十九敌所。是，我旅团无不受伤或阵亡。我官兵无不义愤填膺，指眦裂，与敌殊死战，虽负伤再三，犹据山击，死已。午间，我仅据孟良崮、芦山及600高三点，敌军四面突入，陷混战，迄午4则仅存孟良崮山顶，敌我相距数十公尺，我师长等人亲率师部特务营一部及各旅直官兵数百人奋呼格斗，弹尽，继枪刃，刃断，石。迄午6，敌我相距咫尺，我张师长、蔡副师长等人其最一弹，慷慨仁。是，狂风骤，杂雨雹，惨烈象诚足惊泣鬼神，我整74师全体官兵此完其壮烈牺牲尽忠报国神圣职责。
17、18日等日负创离山，山顶至山脚，尸骸委积，至不通行，山沟渠亦尸骸填满，雨流水尽赤，敌我伤亡在七八万云。（《一兵团蒙东南区战役战斗详报》）