敌人，肃清商埠及济城解决后，再行肃清分散孤立之敌。”
粟裕、陈士榘、张震等华野领导人已把眼光投向更广阔的地域，投向将有一场龙争虎斗的打援战场，准备邱、黄、李三个兵团单独来或邱、黄并肩来，也准备三个兵团一起来，甚至准备孙元良、黄维兵团也一起来，并据此作了相应的部署。
吴化文起义，使得济南守敌西守备区空虚，引起国民党军内部极大混乱和惶恐不安。第二“绥靖”区副司令官牟中珩长期与吴化文貌合神离，担心有一天吴会给他小鞋穿，日子不好过。在吴化文率部起义的当天夜里，他就同卫士一起化装成难民混出济南。
9月19日，吴化文率部起义的当晚，王耀武向南京的蒋介石发电报，说吴化文部投奔共军，“济南守军腹背受敌，情况恶化，可否一举伺机突围”。
蒋介石接到王耀武的电报以后，睡意全消，心烦意乱。什么突围？突围不是跑吗？你倒好，一跑了之。济南呢，那不就改名换姓了？！他这个当了半年不到的“行宪”总统，地位很不稳固。内战局势每况愈下，到处丢城失地，党内党外的政敌也正算计着他，不能在济南问题上再有个三长两短！他先后打通了参谋总长顾祝同和徐州“剿总”总司令刘峙的电话，没好气地说：“济南局势不好。吴化文投共后，王耀武想突围。不能让他有这个想法，济南要死守，一定要死守！”
蒋介石又要王耀武的电话，国防部的接线女兵告诉他，济南线路不通。这才使他猛醒：济南早已变成一座孤岛。直到天已破晓，黄埔官邸外鸟声婉转，他才好不容易打通了王耀武的电话：“你那个突围的想法不好！现在并没有到山穷水尽的地步。我现在要你死守，将阵地缩短，坚守待援。我已严令援军星夜前进，解济南之围。”这时已是20日清晨。
顾祝同、刘峙也先后给王耀武打电话，要他固守待援。
南京国防部给王耀武的电报说：“应速调整部署，坚决固守，并令空军助战，投掷粮弹。”
王耀武只得唯命是从。他带着精干的指挥班子坐镇四里山二一三旅司令部指挥，决定集中兵力，缩短阵地，以内城为主，固守城垣，以千佛山、四里山、齐鲁大学、商埠、外城为据点，决心与解放军对抗到底。
王耀武的动作不算慢，在次日拂晓前，已按固守待援的需要，全部部署完毕。
然而，强中自有强中手。在王耀武调兵遣将部署固守待援之前，粟裕、许世友等华野领导人已经预见到吴化文起义可能出现的新情况，并已作了相应布置。
9月20日，在尚未证实吴化文率部起义前，粟裕、陈士榘、张震等华野领导人鉴于时间紧迫，为了占天时、地利之先，尽最大可能抢在敌人之前，直接给攻城西集团领导人宋时轮、刘培善、肖望东，并两广纵队司令员曾生、政委雷经天、参谋长姜茂生，与三纵司令员孙继先、政委丁秋生，攻城集团指挥部许世友、谭震林、王建安发电报，明确提出：“如吴部昨晚确实起义，则我们应乘机向商埠及城区猛攻，以扩张战果。着令两广纵队（包括野特团），即向北开，加入对济南之作战。待使用，由宋刘统一指挥之。”
这时，中央军委看到王耀武已成强弩之末，指示华野领导人未雨绸缪，防止敌人逃跑。军委致电华野粟、陈、唐、张、许、王、谭：“吴化文起义后，我军进一步攻城达到最紧急情况之时，王耀武很可能率其死党突围，或向天津，或向青岛，或向临沂等处逃跑。你们在部署上，必须预先估计到此种可能情况，从各方面布置，勿使敌人漏网，以达到全歼目的。”
20日18时，攻城西集团三纵、十纵、十三纵及鲁中南纵队同时从南、西、北三面向商埠守敌发起攻击。经过约40分钟的炮火准备和连续爆破，各纵队先后突破敌军阵地，并向纵深发展。激战至22日，我军完全占领商埠，歼敌2万余人。
与此同时，华野攻城东集团渤海纵队、九纵队，肃清了济南东郊地堡群，并进行了攻城近迫作业。被包围在王舍人庄的敌保安六旅一部向西突围，最终被渤海纵队全歼。
攻破外城和内城
攻占商埠的作战刚结束，硝烟未散，华野东、西攻城集团即同时向济南外城发起攻击。
济南守敌预计解放军即将攻城，但没有想到来得如此之快。此前，他们重新调整了部署：以一部兵力继续守备城外的千佛山、马鞍山、城西南的齐鲁大学、城东北的花园庄等地，以七十七旅、二一三旅、保安六旅等部防守外城，以较完整的十五旅、十九旅、五十七旅等部防守内城。
9月22日18时30分，夜幕降临，华野东、西攻城集团对济南外城发起凌厉的攻势。
九纵二十五师七十三团一营在华野坦克队四辆美式轻型坦克配合下，向济南城东南永固门守敌发起攻击。敌人又是向坦克发联络信号，又是喊“别误会”。话音未落，“咚咚”两声炮响，喊叫的敌人连同他们的乌龟壳一起飞上了天。与此同时，纵队的榴弹炮、山炮、迫击炮齐声怒吼。随着炮火延伸，一营营长董万华率