“我在上海的时候曾听闻国防部针对济南会战，拟定了一个投入27万人的‘作战计划’？”竟然已经说到济南会战，叶永茂不免好奇心起，向王泽浚请教道。“确有其事，国防部本来计划在济南遭到攻击时，以第二绥靖区王耀武部10万余人坚守济南，消耗疲惫解放军，同时以邱清泉的第二兵团、黄伯韬的第七兵团和李弥的第十三兵团，主力约17万人由徐州北援，在兖州济宁之间击破共军三野主力，解济南之围。为加强防御力量，空军还决定以济南、青岛为主基地，北平、徐州为辅基地，集中战斗机162架进行空中支援，另以重型轰炸机42架对共军三野攻城打援部队及后方运输线进行地毯式轰炸。”王泽浚微微打了个哈欠，继续说道：“不过那里来得及，9月24日，其第二兵团刚到成武、曹县地区，第七、第十三兵团尚在集结之中，济南就失守了。”
事实上济南鏖兵虽然只有短短的8天却打的异常的惨烈。王耀武根据上述企图与济南北靠黄河，南依泰山，东有茂岭山、砚池山(燕翅山)等高地，西面开阔的地形条件，确定了尽量缩小防御圈，加强要点守备，控制强大预备队，适时进行反击的“防守要领”。
第二“绥靖区”以济南内城为核心防御阵地，以外城和商埠为基本阵地具体部署是：以北起泺口南至马鞍山一线为分界线，分为东西两个守备区，以整编第七十三师师长曹振铎指挥本师及保安第六旅等3个旅，担任东守备区防御；以整编第九十六军军长吴化文指挥整编第八十四、整编第二师和独立旅、保安第三旅、保安第八旅及青年教导总队(相当旅)等8个旅，担任西守备区防御；以第十九、第五十七旅和即将空运到济南的整编第七十四师为总预备队。另以特务旅1个营及保安团队防守长清，保安第四旅防守齐河。
不难看出这是一个西重东轻的防御体系，交战的双方都清楚的知道机场在这场攻坚战役中举足轻重的作用。解放军方面攻城部署：东有许世友、王建安所率之九纵、十三纵、渤海纵队等，西有宋时轮所率之三纵、十纵、鲁中南纵队等，南有新八纵、新十一纵及两广纵队，另有浩浩荡荡的支前民兵齐向济南推进，气势凶猛，锐不可当。9月9日至13日，解放军三野攻坚的东、西两大军团，便分别由济宁、汶上及泰安、莱芜地区向济南隐蔽开进。15日夜，三野各部队迫近城郊，东集团一部于行进间攻占了龙山镇、三官庙；西集团于16日拂晓，以一部兵力包围了长清县城，主力进至宋村、讲书院地区。此时，王耀武判断华野主攻方向在西面，即将总预备队第十九旅调至飞机场以西之古城方向，并将第五十七旅由张夏、崮山等地撤入市区，准备增援西郊。
16日午夜，解放军攻城部队全线展开攻击。至17日，西集团之第十纵队攻占槐树屯、匡李庄、杜家庙；第三纵队攻占琵琶山、双庙屯、陡沟桥；鲁中南纵队攻占仲宫、双山头、崔马庄。以上各部队在歼敌一部后，分别向飞机场、腊山、党家庄进迫。同时，两广纵队及野司警卫团攻占了长清；齐河守军弃城南逃，该城即为冀鲁豫军区部队占领。17日晨，东集团之渤海纵队攻占了卧牛山、祝店、辛店地区，渤海军区部队攻占了鹊山、泺口；第九纵队则猛攻城东屏障茂岭山、砚池山(燕翅山)、回龙岭等要点。
茂岭山、砚池山，位于济南以东五公里处，像济南东部的两扇大门。**在这两座山上用钢筋、水泥、石头构筑了层层防御工事，并特地让自己的炮兵在山下试射三发炮弹，夹壁墙工事安然无恙。9月16日深夜12点，解放军三野九纵25师74团向茂岭山发起进攻。光秃的山坡上，进攻的士兵全都暴露在守军的火力网下，伤亡巨大。直到17日凌晨2点，在反复冲击了5次之后，茂岭山主峰才终于被攻克。
在茂岭山的争夺处于白热化时，砚池山的争夺战也开始了。9月17日，华东野战军九纵75团8连奉命主攻砚池山。在炮火的掩护下，经过五十分钟的激战，最终攻占主峰。这两座被王耀武视为可坚守十天半月的坚固屏障，一夜失守。情急之下，王耀武严令东守备区曹振铎亲自指挥部队反攻，势必夺回茂岭山。
此时，王耀武又判断华野主攻方向在东面，急将已西调之第十九旅、第五十七旅东调，用战后幸存者的话说，当时**各部都下的死命令，虽然解放军从山上冲击而下的部队和蜂窝似的，但**这边也是整团、整营的发起冲锋，来争夺这两个犹关战区的制高点，而所有的**部队后边都配备有督战队，往后跑的一律在直接枪毙，军官少尉、排长以上的都必须组织敢死队，亲自率领冲锋。
空军和坦克配合下多次反攻，付出数名团长的伤亡，无数士兵的牺牲，却终于无济于事。不得不退守近在城垣不足三里之马家庄。解放军乘胜猛攻，士气越打越旺，两军在马家庄的开阔地形之上反复拉锯。虽然拥有空军和远程炮火的支援，但是面对着攻势如潮的解放军，最终第十九旅旅长赵尧负伤，官兵伤亡惨重，马家庄阵地失守，19日守军退至城垣，进入巷战。此时王耀武犹寄希望于整编第七十四师空运济南，而解放军的炮火已经控制机场。
位于济南西部的飞机场，不仅是济南惟一的机场，而且也是王耀武与外界援兵和物资补给的惟一通道。因此当第一批第七十四军增援部队抵达之时，王耀武不顾炮火威胁，亲自到飞机场迎接，他握着整编第七十四师一七二团团长刘炳琨的手说的第一句话是：“有你们在，就有我王耀武在。”但话音刚落，解放军三野十纵和三纵的炮火便封锁了飞机场，整编第七十四师仅仅运来7个连，就再没能降下一兵一卒。
18日，解放军三野攻城西集团已经攻占卧牛山、古城、仁里庄、玉皇山、簸箕山、党家庄等地，并以炮火控制了飞机场。在炮火之中，**的飞机到了济南上空，连降落也不敢降落，扭头就跑回去了。跑得晚了就击落了，而且根据空军的报告三野部署在济南外围准备围城打援的部队更多，因此即便徐州方面有足够的时间完整部署，也可能在三野强大的打援兵团面前寸步难行，甚至反遭包围。
茂陵、砚池两山失陷之后，王耀武犹思凭借外城坚固工事和西防守区北自黄河南岸之北店子、古城、杜家庙南至崮山之第一道防线，与北自吴家堡、大饮马庄、腊山、陡沟桥，南至党家庄之第二道防线，及北自匡山、白马山至兴隆山之第三道防线，作殊死抵抗。但是没有想到19日晚，西守备区指挥官吴化文率第九十六军第八十四师撤离防地。迨吴部团长王玉臣向王耀武报告，方知吴已率部起义。这是王耀武万万料想不到的肘腋之变。只能让参谋长罗幸理率第2“绥靖”区全部人员迁至内城省政府内，他本人径至四里山二一三旅驻地，一方面电请南京、徐州支援，一方面变更部署。将特务旅、保安部队、七十三师、十九旅、二一三旅等调近市区配置于内城、外城；将西守备区的二一一旅配置于商埠地带；以空运到济的一七二团固守邮政大楼。
20日黄昏，解放军三野攻城西集团之第三、第十、第十三纵队及鲁中南纵队，同时对商埠实施突击，经40分钟炮火准备和连续爆破，多路突破敌阵地，并肩向纵深发展。至21日黄昏，第三纵队歼灭了据守******省党部之青年教导总队后，包围了******第二绥靖区司令部。