兵第2团、第3团2个连，集结于济宁、兖州和滕县以东地区，待机歼击沿津浦路北上援军。
苏北兵团一部和军区地方部队在广大民众配合下，积极向北面出击，破坏津浦路、陇海路，配合主力作战。
根据中央军委指示，决定攻城集团由山东兵团司令员许世友、政治委员谭震林、副司令员王建安统一指挥，华东野战军“全军指挥，由粟裕担负”。9月16日发起攻济作战，以15至20天攻克济南。华东野战军前委于8月31日将作战计划上报中共中央军委审批。
9月2日亥时，中央军委复电同意华东野战军的作战计划和部署。
根据中央军委关于9月15日以前完成攻济及打援的一切准备工作的指示，华东野战军于9月初先后发出了《济南战役作战预备命令》、《济南战役政治动员令》、《关于攻济打援的政治工作指示》和《秋季会战战勤计划》，全面展开了战役准备工作，某些准备工作实际上在解放周村、潍县之后已经开始进行。
各参战部队继续深入进行以“两忆”、“三查”为主要内容的新式整军，进行阶级教育、形势任务教育，加紧补训兵员，组织培养骨干，调整战斗组织。在“为最后摧毁山东敌人巢穴，全歼守敌夺取济南，大量消灭来援之敌，更进一步开展中原战局而战”和“打到济南府，活捉王耀武”等响亮口号鼓舞下，迅速掀起战前大练兵。攻城部队对济南城郊地形、工事构筑、兵力分布、活动规律及守军官兵士气等都进行了详细侦察、了解组织沙盘作业，开展近似实战的战术演练。阻援打援部队实地勘察战场，抢筑防御阵地，根据各自的任务和地形特点，制定作战预案，反复进行演习。
野战军后勤系统和地方支前系统召开联席会议，全面部署了弹药供给、物资筹措运送、伤病员转运治疗等后勤保障工作。中共中央华东局、华东军区、山东省政府联署发出《济南战役总动员令》，号召解放区各级党政机关、群众团体和支前机关要切实做好支前民工民兵的动员工作，做到支前、生产两不误。至战役发起前，已动员50万支前民工，1.4万副担架，1.8万辆大小车辆，筹备粮食1.4亿斤，设立了几百个转运站。
中共中央华中局为接管济南，亦做了充分的准备工作。成立了以华东野战军副政治委员谭震林为主任、曾山为副主任的“济南市军事管制委员会”，成立了城市接管机构，准备了接管的干部，颁发了“约法七章”、“十项规定”和“入城守则”。华东军区指定3个团担任城市警备，并对这些部队进行了城市政策纪律教育和卫戍勤务训练。
中共济南市委、渤海工委、鲁西工委，把策动和争取吴比文率领整编第96军举行战场起义，作为迎接济南解放的又一项重要工作，派员打入守军内部，宣传人民解放军的政策，瓦解守军斗志，加紧各种情报的搜集整理，及时送交野战军。