早在47年1月中旬，国民党军制订了“鲁南会战”计划，企图消灭华东野战军主力，全部占领华东解放区。蒋介石亲到徐州部署，派其参谋总长陈诚到前线督战，集中23个整编师53个旅的兵力，采取以临沂、蒙阴为目标，南北对进的部署。
南线以整编第19军军长欧震指挥8个整编师20个旅为主要突击集团，由台儿庄、新安镇、城头一线分3路沿沂河、沭河向临沂进攻;北线以第2“绥靖区”副司令官李仙洲指挥的第46、第73、第12等3个军为辅助突击集团，由淄川、博山、明水(今章丘)等地南下莱芜、新泰策应 。
新年第一天（1月23日），中共突然宣布新四军番号撤消，山东军区、华中军区合并为华东军区，山东野战军与华中野战军合并为华东野战军。同时，布置部队进逼兖州，并在兖州以西的运河上架桥，主力似乎有西进与晋冀鲁豫野战军会合的企图。
2月15日，南线国民党军占领临沂。蒋介石、陈诚判断华东野战军放弃临沂，是由于“伤亡过大，不堪再战”，严令李仙洲集团加速南进，实施南北夹击。而该部却于18日、在莱芜周围地区遭遇大股共军部队，疑似华东野战军主力。
就在国防部犹豫不定时，2月20日华东第8、第9纵队主力于21日在和庄地区，以伏击手段，歼灭了由博山开往莱芜归建的第73军第77师。其余各纵队经两日激战，将李集团指挥所及第73军主力和第46军全部包围于莱芜城。
2月23日晨，李仙洲率第46、第73军向口镇方向突围。华东野战军布置袋形伏击阵地，有意放其突围，并将新赶到的第2纵队部署在蒙阴寨西北地区，防止李集团向西南逃跑。
上午10时，李集团先头部队进至芹村、张家洼一线，遭第6纵队顽强阻击。12时，当李集团后尾刚撤离莱芜城时，第4纵队即以一部占领该城，切断其退路;同时，第1、第7纵队由西向东，第4、第8纵队由东向西，展开猛烈攻击，大胆穿插，分割围歼。
李仙洲集团进退无路，混乱不堪，激战至17时大部被歼，李仙洲被俘。第73军军长韩浚率1000余人逃至口镇，会同新编第36师余部逃向博山，途中被第9纵队歼灭，韩浚被俘。
此役历时3天，歼灭国民党军1个“绥靖区”指挥所，2个军部，7个师，共5.6万余人，乘胜解放了博山、淄川等13座县城，使渤海、鲁中、胶东解放区连成一片，打破了国民党军南北夹击的计划。
事后查明，华东野战军在临沂以南构筑三线阵地，摆出决战架势，留下一部分兵力在南线积极阻击敌人，以示“决战南线”之意，竟然是假的，而在运河上架设浮桥，在黄河边筹集船只，声言与晋察冀豫野战军会合，以示作战不力，疲惫不堪，准备“失利西退”之举也是假的。
他们一开始就瞄准了孤军深入的李仙洲集团，可笑的是正是蒋介石和陈诚的严令才将龟缩莱芜的李仙洲集团再次南下，使敌处于完全被动状态。当共军突然出现在北线战场时，仓促应战，才被全歼。
在这场战役中还枪毙了一位著名的“人物”，抗战后期，在徐海一带民间，曾流传过这样一副春联，上联是：“来**去**何必多此一举”，下联是：“老汉奸新汉奸都是一丘之貉”，横批是：“遗臭万年”。
曾前后就任汪伪苏淮特别行政区行政长官兼苏淮特别行政区保安司令的**与**举，都是大名鼎鼎的汉奸。人民大众运用春联这个民间喜闻乐见的形式，对出卖民族利益、干尽坏事、为虎作伥的新老汉奸的蔑视和愤慨，堪称一绝。