大军作战，陈毅、粟裕指挥华东野战军第一、三、四、八、十纵队，组成强大的外线兵团，直扑津浦线，威胁国民党军后方基地兖州、徐州。蒋介石则慌忙把整编第五师、第四十八师、第八十三师、第八十五师、第五十七师、第六十五师和第七军共七个整编师调回津浦路增援，整编第十一师、整编第九师、第二十五师、第六十四师仍在鲁中山区固守要点。
7月2日，中共中央军委复示电华东野战军：“30日电悉，布置甚好。”并指示陈、唐兵团，“以越过莱芜直打泰安及其南北之线为宜。得手后收复肥城、东阿、平阴、宁阳、汶上、济宁，与刘、邓直接联系。而后应准备出鲁西，与刘、邓协同打陇海路，出淮河，展开新局面。”“必须在七天或十天内，以神速动作攻取泰安南北及其西方、西南方地区，打开与刘、邓会师之道路。”3日，中共中央军委又电示华东野战军：“你们西进、南进之五个纵队，应以攻占泰安至临城全线，尽歼该线之敌为第一目标。胜利后，再攻占该线以西各地。如行动迅捷可能达此目的，与刘、邓打成一片。”这个指示，已由令陈、唐兵团策应晋冀鲁豫野战军出击，演变为直接协同晋冀鲁豫野战军作战，使这次分兵成为华东野战军执行外线出击任务的开始。
鲁南出击
夜色朦胧，华野第四纵陶勇和王集成部挺进在蜿蜒曲折的山路上，他们跨过蒙阴公路，又经过四个昼夜急行军，到达费县附近。
费县是兖（州）临（沂）公路上的要点，东至临沂，南至峄县，西往曲阜，北到蒙阴，四面皆山，岗陵峦嶂起伏。其城墙厚5米、高4米，外砌砖石，内积黄土，筑有大量集团堡群，四周设有外壕、鹿砦和地雷。守敌冯治安部三十八旅，约6000人，善于守备作战。
陶勇和王集成研究敌情后，迅速召开作战会议，命令十二师主攻费城；十师肃清城东敌据点后向临沂方向警戒；十一师攻占城西，并向平邑、泗水方向警戒；三十一团为纵队预备队。
7月2日黄昏，四纵像潮水般攻击费县外围据点，解放了费县周围的广大农村，逼近费县县城。翌日，城里的敌人派出谈判代表，要求谈判。彭德清向陶勇报告。陶勇认定这是敌人的缓兵之计，意在故意拖延时间，遂毫不犹豫地决定当晚发起总攻，由十一师打援，十师、十二师攻城。
由于天下起了雨，爆破组几次上去都没有把城墙炸开。有的炸药被淋湿了，点不着；有的虽然炸响了，但因炸药包小，仅仅炸掉城墙外边的一层砖石。
主攻团两次组织进攻，都被敌三十八旅的密集火力挡了下来。
雨愈下愈大，一连下了两天，护城河里的水猛涨，又增加了攻击的困难。
陶勇亲临主攻团和战士们座谈，听一些战士检讨了轻敌思想。他们说：“我们原以为像七十四师那样的‘硬核桃’都被砸碎了，三十八旅这种杂牌部队不过是一砸就破的‘烂杏’。上次爆破的炸药包小了，下次来个大号的，非让敌人坐坐咱们的土飞机不可！”
经过两天的准备，陶勇也摸清了敌人的心理特点，重新组织突击力量。在7月6日拂晓再次发起总攻时，他挑选特等射手，先封锁敌人暗堡，掩护爆破组跃进。每包炸药都增加了分量，均在50斤左右。
敌人夜晚蹲堡，白天睡觉，哪知道陶勇部会以锐不可当之势进行猛烈攻击。还没等他们完全清醒过来，陶勇部队已从四面八方拥入城内，使敌人顿时失去了反抗能力。
这一仗，歼国民党军三十八旅全部，生俘旅长翟紫封以下5200多人，缴获的枪炮弹药难以计数。
战后，陶勇和军民一同打扫战场。忽然，空中传来嗡嗡的飞机声。大家仰头一望，只见从西南方向飞来十几架国民党运输机，在头顶上转了两圈后，投下了大批干粮和弹药。战士嘲笑说：“嘿，蒋介石这个运输大队长，办事可不含糊！我们刚打完仗，他就送慰问品来了！”逗得俘虏都笑了起来。
在四纵攻克费县的同时，第一纵队收复了枣庄、峄县；第三、第八、第十纵队攻克了泰安、平阴、肥城、大汶口等地。于是，蒋介石不得不急忙从鲁中地区调回7个整编师，约27个旅，进行回防。
为打破敌人的攻守计划，陷敌于首尾难顾，并与晋冀鲁豫野战军攻势相策应，华野前指命令内线四个纵队发起南麻（今沂源）、临朐战役，同时还令外线北路兵团的三个纵队向济宁、汶上攻击，南路兵团的两个纵队向津浦线上重镇邹县、滕县（今滕州）攻击。
四纵第十师于7月17日首先打响了攻邹战斗。因敌情不明，该师以两个营攻敌一个团，激战竟日未克。正准备增加兵力再攻时，叶飞令其于次日南下，配合一纵攻击滕县。
滕县位于津浦线兖（州）徐（州）段中间，是敌粮弹物资重要补给站，驻守着敌整编第二十师师部及炮兵团，第一三四旅旅部及四零零、四零一团和保安第六团等。
叶飞司令员决心以全部兵力投入攻城战斗，以第一师配属两个山炮连、一个高炮连攻击东关；第二师配属一个山炮连攻击南关、