具体过程简化如下：
15日，两广纵队等扫除长清西南地区敌保安部队，并包围了长清城。此时，王耀武判断我军主攻方向在西面，遂将其预备队第19旅调至飞机场以西古城方向待机，将第57旅由张夏、崮山等地撤入市区，准备转用于西郊。
16日午夜，我军发起全线猛攻，经一天激战，西集团歼灭长清齐河守敌后迅速迫近济南西郊。东集团一举攻克茂岭山、砚池山及回龙岭等制高点。王耀武又判断我主攻方向在东面，急将第19、第57旅东调，并以第15旅及刚空运抵济的整编第74师7个连，自七里河方向向我反击，另以一部增援燕翅山，妄图制止我军的攻势。随后，又将飞机场以西的整编第2师之第211旅调入市区，以增强机动兵力。
17 日，蒋介石命令徐州“剿总”副总司令杜聿明指挥第2兵团准备经鲁西南北援，第7、第13兵团分由新安镇及固镇地区向徐州集结，准备沿津浦路北攻。粟裕获此情报后，当日即令攻城兵团继续猛攻，令打援、阻援兵团迅速进入阵地，做好歼击援敌的准备。我攻城东集团在炮火支援下，依托有利地形，不断击退敌之反冲击，并乘胜攻克窑头、甸柳庄等地。攻城西集团也继续分路猛攻。
18日，攻克古城、玉皇山、簸箕山、党家庄等地，并以炮火封锁了济南机场，迫使敌人中止空运。接着，我军攻城兵团首长为扩大战果，以攻城预备队第13纵队加入西集团作战。
19日晚，敌整编第96军军长吴化文在我争取下，率整编第84师等部3 个旅约2 万人起义，撤离战场。我军趁势猛攻，至20 日拂晓，占领商埠以西阵地。我军的连续猛攻和吴化文部起义，打乱了敌人的防御部署，动摇了敌人坚守济南的信心，王耀武向统帅部请求突围，但遭蒋介石严词斥责，并令其坚决固守诗援。王耀武随即调整部署，除留1 个营守千佛山，1 个团守马鞍山，以3 个旅又1 个团守商埠外，将主力撤入城内。南线之敌3 个兵团，在蒋介石督令下，正分别向商丘、徐州集结中。
20 日，中央军委指示：王耀武部可能突围，应从各方面布置，不使漏网。同时指出：刘峙已令邱清泉兵团集结临城待命援济，应迅速集结打援兵团全力于邹、膝地区，准备歼击北援之敌。华东野战军首长随即令攻城兵团迅速向商埠以东和城垣攻击，并部署兵力防敌突围逃跑。同时又详细研究了徐州之敌北援情况，进一步修订了作战方案，以便随时迎击援敌。攻城兵团首长依据军委和粟裕的指示，决定以两集团立即向商埠实施突击，以东集团继续肃清城外残敌，积极进行攻城准备。黄昏，西集团经40 分钟的炮火准备和连续爆破，即多路突入敌阵地。
22日中午，华东野战军三纵包围了第二绥靖区司令部 。奉命坚守的74师172团团长刘炳昆。守军顽强抵抗。华东野战军三纵八师师长王吉文亲临火线指挥，壮烈牺牲，年仅32岁 。当三纵冲上楼顶时，浑身是血、但仍抱着冲锋枪指挥战斗的刘炳昆，抽出王耀武所赠的"中正剑"，刺向胸口 。攻城部队，迫近济南外城。至22 日午，完全占领商埠，汗敌两万余人。东集团也肃清了城东残敌，直逼城下。我攻占商埠后，敌认为我需经三五天的准备才能攻城，因此，将3 个旅集中内城，以4 个旅图置外城，积极加修工事，准备顽抗。
23 日，除个别据点外，攻占外城。退守内城之敌第15、第19、第57旅等部，妄图依托高厚城墙和坚固工事，作垂死抵抗。蒋介石也下令空军对我所占市区施行区域轰炸，投掷大量炸弹和燃烧弹，使得商埠和外城大片民房被炸起火。居民死伤和财产损失甚重。
24 日2时25分，第9纵队第73团经过反复攻击，终于攻占城东南角，拂晓时，纵队主力与渤纵一部，源源入城与守军展开巷战。第13纵队第109团在已入城的两个连接应下，亦于拂晓攻上城头，主力及第3纵队亦跟随入城，向纵深发展攻击。战至21时，全歼守敌，济南宣告解放。马鞍山、千佛山守军分别于25日、26日缴械投降。王耀武为我武装俘获。
至此济南战役以人民解放军获胜。
济南战役：
1948年9月16日至24日，华东野战军执行中央军委关于“攻济打援”的指示，在华东野战军代司令兼代政委粟裕的统一指挥下进行济南战役（也称济徐战役），以参战总兵力的44%约14万人组成攻城集团，以56%约18万人组成打援集团，经过8昼夜的激烈攻坚作战，在徐州之敌尚未来得及北援的情况下，全歼守敌10.4万余人（包括起义一个军2万人），南京与天津间的最大城市山东省会济南宣告解放。攻克济南表明，人民解放军开始突破带决战性的攻坚战这一关，揭开了战略决战的序幕。
济南战役经过：
攻城西集团9 月9 日自济宁、汶上，东集团13 日自泰安、莱芜、章邱等地。分别向济南隐蔽开进。15日，两广纵队等扫除长清西南地区敌保安部队，并包围了长清城。此时，王耀武判断我军主攻方向在西面，遂将其预备队第19旅调至飞机场以西古城方向待机，将第57旅由张夏、崮山等地撤入市区，准备转用于西郊。
16日午夜，我军发起全线猛攻，经一天激战，西集团歼灭长清齐河守敌后迅速迫近济南西郊。东集团一举攻克茂岭山、砚池山及回龙岭等制高点。王耀武又判断我主攻方向在东面，急将第19、第57旅东调，并以第15旅及刚空运抵济的整编第74师7个连，自七里河方向向我反击，另以一部增援燕翅山，妄图制止我军的攻势。随后，又将飞机场以西的整编第2师之第211旅调入市区，以增强机动兵力。17 日，蒋介石命令徐州“剿总”副总司令杜聿明指挥第2兵团准备经鲁西南北援，第7、第13兵团分由新安镇及固镇地区向徐州集结，准备沿津浦路北攻。粟裕获此情报后，当日即令攻城兵团继续猛攻，令打援、阻援兵团迅速进入阵地，做好歼击援敌的准备。
17 日，我攻城东集团在炮火支援下，依托有利地形，不断击退敌之反冲击，并乘胜攻克窑头、甸柳庄等地。攻城西集团也继续分路猛攻，至18日，攻克古城、玉皇山、簸箕山、党家庄等地，并以炮火封锁了济南机场，迫使敌人中止空运。接着，我军攻城兵团首长为扩大战果，以攻城预备队第13纵队加入西集团作战。19日晚，敌整编第96军军长吴化文在我争取下，率整编第84师等部3 个旅约2 万人起义，撤离战场。我军趁势猛攻，至20 日拂晓，占领商埠以西阵地。
我军的连续猛攻和吴化文部起义，打乱了敌人的防御部署，动摇了敌人坚守济南的信心，王耀武向统帅部请求突围，但遭蒋介石严词斥责，并令其坚决固守诗援。王耀武随即调整部署，除留1 个营守千佛山，1 个团守马鞍山，以3 个旅又1 个团守商埠外，将主力撤入城内。南线之敌3 个兵团，在蒋介石督令下，正分别向商丘、徐州集结中。
20 日，中央军委指示：王耀武部可能突围，应从各方面布置，不使漏网。同时指出：刘峙已令邱清泉兵团集结临城待命援济，应迅速集结打援兵团全力于邹、膝地区，准备歼击北援之敌。华东野战军首长随即令攻城兵团迅速向商埠以东和城垣攻击，并部署兵力防敌突围逃跑。同时又详细研究了徐州之敌北援情况，进一步修订了作战方案，以便随时迎击援敌。
攻城兵团首长依据军委和粟裕的指示，决定以两集团立即向商埠实施突击，以东集团继续肃清城外残敌，积极进行攻城准备。20 日黄昏，西集团经40 分钟的炮火准备和连续爆破，即多路突入敌阵地。22日中午，华东野战军三纵包围了第二绥靖区司令部 。奉命坚守的74师172团团长刘炳昆 。守军顽强抵抗。华东野战军三纵八师师长王吉文亲临火线指挥，壮烈牺牲，年仅32岁 。当三纵冲上楼顶时，浑身是血、但仍抱着冲锋枪指挥战斗的刘炳昆，抽出王耀武所赠的"中正剑"，刺向胸口[6] 。攻城部队，迫近济南外城 。至22 日午，完全占领商埠，汗敌两万余人。东集团也肃清了城东残敌，直逼城下。
我攻占商埠后，敌认为我需经三五天的准备才能攻城，因此，将3 个旅集中内城，以4 个旅图置外城，积极加修工事，准备顽抗。
为了不给敌以喘息的机会，攻城兵团首长决定立即对外城发起攻击，并作了如下部署：东集团第9纵队配属坦克4辆于城东永固门正面及东南角突击；渤海纵队一部向城东北角佯攻，另一部位于城东北地区准备堵击可能突围逃窜之敌。西集团第13纵队由城西南永绥门及其以北实施突击；第10纵队由城西普利门及永镇门、小北门实施突击。第3纵队集结商埠为预备队。22 日晚，攻城兵团各突击部队在强大炮火掩护下，进行连续爆破，勇猛突击，经1 小时左右激战，分别突入外城，与敌展开激烈巷战。至23 日，除个别据点外，攻占外城。
退守内城之敌第15、第19、第57旅等部，妄图依托高厚城墙和坚固工事，作垂死抵抗。蒋介石也下令空军对我所占市区施行区域轰炸，投掷大量炸弹和燃烧弹，使得商埠和外城大片民房被炸起火。居民死伤和财产损失甚重。
南内城高8至12米，底宽10至11米，顶宽8至9米，并有上中下三层火力点。我军为迅速彻底歼灭济南守军，决定即刻对内城发起总攻。以第9纵队、渤海纵队由东南方向，第3、第13纵队。由西、西南方向实行突击。23 日18 时，我攻城兵团的全部火炮均参加了火力准备。1小时后，各突击分队发起攻击。王耀武率其残部拼死抵抗。19时53分，第9纵队第79团由东门南侧突破，一个多连登上城头，但因桥被守军打断，后续不继，血战1小时后，全部壮烈牺牲。第13纵队第109团突上城头两个营，遭守军连续反击，经两小时激战，除有两个连突入城内，据守少数房屋坚持战斗外，大部伤亡，突破口为守军重占，其余部队的攻击亦未成功。
在此紧急情况下，各攻城部队重新调整部署，开展火线军事民主，严密组织炮火、爆破、突击三者的协同和后续部队的跟进。经过紧张、周密的准备后，于24 日2时25分，第9纵队第73团经过反复攻击，终于攻占城东南角，拂晓时，纵队主力与渤纵一部，源源入城与守军展开巷战。第13纵队第109团在已入城的两个连接应下，亦于拂晓攻上城头，主力及第3纵队亦跟随入城，向纵深发展攻击。战至21时，全歼守敌，济南宣告解放。马鞍山、千佛山守军分别于25日、26日缴械投降。王耀武为我武装俘获。
此次战役，敌共出动战斗机375 架次，轰炸机71 架次，战斗轰炸两用机50 架次，实行狂轰烂炸，另以运输机27 架次空运部队及物资，但终未能挽救济南守军的覆殁命运。
各接管机构和卫戌部队，紧随作战部队之后进入济南市区，进行接管和担任警备，作战部队也一面作战，一面协助接管和警备，在战火弥漫中，积极地抢救人民的生命财产，博得了各界人士的同声赞誉。
华东野战军攻城兵团经过8昼夜连续作战，以伤亡2.6万人为代价，共歼国民党军104290人(其中俘敌61870人，起义2万余人，毙伤23420人)，俘王耀武等高级将领23名，缴获各种炮800余门，坦克、装甲车20辆，汽车238辆，开创了我军夺取敌坚固设防和10 万重兵据守的大城市的先例，进一步削弱了敌军士气，从根本上动摇了敌人据守大城市进行顽抗的信心；振奋了广大人民的情绪，增强了我军攻克敌坚固设防的大城市的信心。济南的攻克，使华北、华东两大解放区完全连成一片，津浦路徐州以北至天津以南段及胶济路青岛以西段全部为我所控制，从而大大地改善了支援前线的条件。同时，华东野战军也能全部南下，协同中原野战军在陇海路以南进行更大规模的歼灭战，逐次歼灭徐州地区的敌人。
中共中央在9 月29 日致华东军区、华东野战军首长的贺电中指出：济南战役“是两年多革命战争发展中给予敌人的最严重的打击之一。”第9纵队第25师第73团、第13纵37师109团战后被中国共产党中央军事委员会分别授予“济南第一团”和“济南第二团”的称号。