陳粟大軍出擊外線之後，地主武裝殺回沂蒙山區。
地主武裝對翻身農民實施的報復，暴露出人性中最黑暗的一面：
這支代表著中國最腐朽、最黑暗勢力的反動武裝，像一股兇惡的「泥石流」，由西向東向膠東大地傾瀉。敵人所到之處，一片血海，一片廢墟，一片荒蕪。還鄉團屠殺人民之多，殺人手段之殘忍，更是聞所未聞：刀鍘、水淹、開水燙、火燒、絞刑、刀子割、斷肢、活埋、剖腹挖心、用燒紅的鐵鍋烙烤……種種酷刑無所不用其極。他們活埋群眾時，還把人頭露在外面，然後用鏟刀剷去，說是「平均地權」。井裡填滿了屍體，水塘被染得猩紅，不少村莊成了「無人村」。在林泉莊，全家被殺害的七十五戶。小朱洞村三十戶人家，除三戶惡霸外，其餘二十七戶全被殺絕。在萊陽城外，他們一次就屠殺群眾三千餘人。當時真是村村遭劫，戶戶蒙難，屍曝曠野，十室九空……左村一軍屬宮大娘是軍屬模範，被拉去槍決，敵人先一氣殺死十八個人，還打著問她：「現在你積極吧？擁軍吧？」在騎馬埠一個村敵人就殺七十二人，每逢一個溝，就看見血淋淋的人頭、斷腿、被折斷的骨頭……
瘋狂的報復源於共產黨人發動的土地改革運動。在中國這個以農民為主體的國家裡，土地問題遠遠超出了均貧富的範疇，它涉及推翻封建制度、確立民生權力以及重建道德倫理等一系列社會變革。如同大革命時期爆發於中國南方的農民運動一樣，極少數壟斷土地並大比例佔有財富的官僚地主與絕大多數赤貧農民之間不可調和的生存矛盾，已成為這個國家革命與反革命兩種勢力水火不容的階級死結。
一九四七年八月十六日，被膠東軍區授予「支前模範」稱號的貧苦姑娘解文卿被地主武裝捉住了。這個半年前剛剛加入中國共產黨的村青婦會和婦救會會長，從她生下來那天起就飽受苦難，直到共產黨人來到她的家鄉，她才知道只有把天底下的地主老財都消滅乾淨窮人才能活下去。解文卿身材瘦小，但在幫助共產黨軍隊作戰時卻表現出極大的熱情，她組織婦女縫製軍鞋軍衣，晝夜磨米磨面，前線打起來了，她像男人們一樣衝上去往下搶運傷員。在華東野戰軍攻擊掖縣的戰鬥中，她和七名青年婦女往返戰場三次，一雙赤腳磨得血肉模糊。躺在擔架上的傷員喊：「大姐！別為我遭罪了！把我扔了吧！」解文卿遞給傷員一隻煮熟的雞蛋，說：「兄弟！你得活著！窮人指望你呢！」土改開始後，她勇敢地衝進地主家，把糧食財物抬出來，分給最貧苦的鄉親。當華東野戰軍轉移外線作戰後，村裡的大地主解保國帶領保安隊回來了，一口氣活埋了八個人，說不把解文卿交出來就把全村人都埋了。解文卿站了出來。她被吊在房樑上，手指和腳趾被剪斷，四肢被打斷，牙被一顆顆撬掉。最後，大地主解保國在她身上綁滿了谷草點著了。
貧苦姑娘解文卿死的時候剛剛年滿十九歲。
地主武裝是跟在國民黨軍的後面進入解放區的。
陳粟大軍出擊外線之後，山東解放區兵力空虛，國民黨軍隊發動了旨在徹底清剿山東解放區的「九月攻勢」。
「九月攻勢」是一次聲勢浩大、軍種齊全的軍事行動。參戰的陸軍部隊有整編第八、第九、二十五、四十五、五十四、六十四師，共六個整編師二十個旅，配屬重炮十三團，工兵第二、十五團，裝甲炮兵營、戰車營、憲兵十七團以及四個保安隊組成的膠東兵團，由陸軍總司令部副總司令范漢傑兼任司令官。參戰的海軍軍艦有「永積」號、「永順」號、「長治」號和其他配屬艦隻。國民黨軍空軍青島、濟南和徐州三個基地的部隊幾乎傾巢出動，其中青島基地出動P-51型飛機十五架、B-25型飛機六架、C-46型飛機八架、C-48型飛機一架、PT-19型飛機兩架；濟南基地出動P-51型飛機十二架；徐州基地出動P-52型飛機四架、P-51型飛機二十四架。空軍總部還派出一個偵察機中隊參戰。
此時，在山東戰場上，除了膠東兵團之外，曹振鐸的整編七十三師和霍守義的整編十二師部署在濟南及其周圍；胡璉的整編十一師和沈澄年的整編七十五師集結在萊蕪和濟南；周志道的整編八十三師和李振的整編六十五師一八七旅負責清剿魯中山區；楊幹才的整編二十師、劉振三的整編五十九師、余錦源的整編七十二師、王長海的整編七十七師防守兗州、徐州一線，並負責清剿魯南山區；李良榮的整編二十八師防守臨沂以及隴海鐵路徐州至海州段。
無法理解蔣介石為什麼要將如此規模的兵力集中在國土東部的一個半島上，尤其是在共產黨領導的軍隊已經開始向國民黨控制區實施大規模移動作戰之後。這種軍事上的大規模移動，顯示出共產黨人在最後時刻不惜放棄解放區的決心，其戰爭目的已經超越了「保衛解放區每寸土地」的階段。此刻，全國各個戰場上的共產黨軍隊的戰爭目標已直指國民黨政權。在這種情況下，如果蔣介石依舊固執地認為山東半島，特別是膠東地區，必須由國民黨軍隊完全佔領，那麼只能有一種解釋，即臨海而又富裕的膠東半島對於共產黨人來講是生死攸關的地方。
膠東地區，指的是山東膠河以東的那片半島地域。這片深入到渤海與黃海之間的半島，東、北、南三面環海，呈牛角形，東西約一百二十公里，南北約九十公里，膠濟鐵路貫穿其中。半島的北部是丘陵，南部是開闊的平原，這裡人口稠密，物產豐富，河流縱橫，交通便利，半島南部的中間地帶是膠州灣出海口。
膠東解放區擁有煙台、掖縣、招遠、萊陽和海陽等十幾個縣，這裡的十幾萬民兵是華東野戰軍最重要的後備兵員。其中的煙台，是當時由共產黨人控制的少數幾個城市和港口之一，煙台港與仍在蘇軍控制下的大連港貨物往來頻繁，共產黨人在東北地區組織生產的炮彈、炸藥、槍支、藥品和布匹等物資，都是通過大連與煙台兩港之間的運輸轉運到內地的。膠東解放區本身還擁有十幾處兵工廠和被服廠。這一切都使膠東成為支援華東和華北戰場的重要軍事供應基地。山東戰場上的傷員也大多集中在這裡休養，連同後方機關和幹部家屬，結集在這裡的共產黨人有五萬之多。
「九月攻勢」的最終目的是：截斷煙台與大連之間的運輸線。完全控制膠東半島，封鎖渤海灣，斷絕共產黨華東野戰軍的後方供給，斷絕華東聯繫東北與華北的海上通道。
南麻、臨朐戰役之後，根據中央軍委的指示，陳粟大軍分成外線和內線兩個兵團。外線兵團由陳毅、粟裕指揮，挺進魯西南，協助劉鄧大軍的作戰。內線兵團由許世友任司令員、譚震林任政治委員，指揮第二、第七、第九、第十三共四個縱隊，在山東解放區內堅持作戰。
國民黨軍隊發動「九月攻勢」的時候，內線兵團的四個縱隊正處在分散狀態：許世友、饒漱石率第九、第十三縱隊在掖縣、平度、招遠一帶休整，譚震林率第二、第七縱隊和第一縱隊的獨立師、第四縱隊的第十師在膠濟線以南的諸城地區休整。
「九月攻勢」令山東戰場的形勢又一次緊張起來。
八月二十三日，陳毅、粟裕致電譚震林、許世友：「膠東為我全軍軍事供應之主要基地，冀魯豫亦部分供給，如果敵向膠東腹地進犯，對我戰爭供應影響甚大。因此我東兵團四個縱隊及膠東、濱北之地方所有地武應立即緊急行動，齊心協力，單獨負起保衛膠東基地光榮任務，以徹底粉碎敵人進攻。」陳毅、粟裕建議：第二、第七、第九及第十三縱隊，應立即靠攏於鐵路線附近，集中力量，求得先殲敵之薄弱一部，以打開勝利之序幕。
位於膠濟路以南地區的譚震林對如何作戰有不同看法。譚震林認為，只有通過膠濟路以南的作戰，才能打破國民黨軍對膠東的進攻。理由是：膠東的地形難以打殲滅戰，現在范漢傑只知道膠東有九縱，二縱和七縱一旦北進就會暴露目標。如果國民黨軍集中起幾個師圍過來，就很可能打成正面消耗戰。在剛剛結束的南麻、臨朐戰鬥中，二縱、七縱、九縱傷亡很大，損失的都是連排幹部和老兵老骨幹，戰鬥力一時難以恢復，因此絕不能再打消耗戰了。目前，山東內線部隊的作戰目的是拖住敵人，而不在於殲滅多少。十三縱如果積極阻擊，堅持一個月沒有問題。即使丟了膠東，只要主力在，膠東就可以恢復；如果主力嚴重受損，膠東則難以確保。譚震林主張，由他率領二縱和七縱南下魯中，打國民黨軍整編二十八師和整編八十三師，許世友率九縱前來會合，留下十三縱在膠東地區阻擊敵人。總之，譚震林不同意在膠東內部作戰。
位於膠東內線的許世友和饒漱石也處在困難之中。九縱正忙著補充新兵、恢復建制、鼓舞士氣；十三縱剛由地方武裝組建，只有一個旅的編制，戰鬥力未完全形成。因此，饒漱石不同意譚震林的意見，他希望譚震林率第二、第七縱隊前來膠東會合，以加強膠東內線的作戰實力。
而陳毅和粟裕也堅持認為，必須堅持膠東內線作戰。他們在給譚震林並報中央軍委的電報中表示，膠東是唯一的軍火、醫藥、電料和各種軍需器材的補充地，兵員也比其他地區豐富，如果膠東遭到破壞，對今後的戰爭進程影響巨大。內線兵團的四個縱隊，官兵基本上都是膠東人，眼看著自己的家鄉被敵人佔領而部隊則要南調作戰，對士氣會產生很大打擊。況且，國民黨軍的整編二十八師和整編八十三師也不是那麼好打的，即使攻擊取得一定成效也不見得能調動膠東之敵。陳毅、粟裕希望內線兵團集中兵力在膠東內部作戰，爭取先殲滅冒進的敵整編二十五師一部或大部。戰鬥過程往最壞處想，即使被敵人封鎖，四個縱隊近十萬人殺出一條血路也不成問題。
二十五日，毛澤東親自致電華東軍區政治委員饒漱石、副政治委員黎玉：
饒黎，並告陳粟，劉鄧：
敬（二十四日）亥（二十三時）電悉。蔣介石似乎判斷我主力必守膠東，企圖以四五個師向膠東進攻，吸引我主力進入內線後，即在青島、平度、掖縣線建築堅固工事加以封鎖，以兩個師左右守備該線，然後以三四個師向東攻擊。彼似希望此計迅速成功，以便抽出兩三個師用於他處。目前彼在臨沂以北使用了二十個旅，與向大別山對付劉鄧之兵力約略相等，而在魯西南對付陳粟之兵力則甚薄弱，在陝北對付彭習之兵力，自三十六師被殲後已甚感不足〔僅有七個機動旅〕，在豫西對付我陳賡之兵力則完全沒有。在此情況下，蔣介石必在膠東方面力求速決，以便抽兵。因此，我們完全同意你們以一部位於內線，以主力〔二、七、九縱〕位於外線，以利持久之方針。只要許譚率三個縱隊位於外線〔諸城一帶〕，尋機打一二個小勝仗〔不打無把握之仗〕，敵即不敢向膠東深入，膠東大部至少一部可保全。
毛澤東
未（八月）有（二十五日）申（十七時）
據此，許世友的第九縱隊必須離開膠東南下了。
但是，連日暴雨，無法行軍。
二十九日，中央軍委來電，改變了二十五日電報中的作戰設想：
饒黎〔轉震林〕，陳粟：
接饒黎二十八日十時電，華東局及九縱被迫留在膠東，震林率二、七兩縱在諸城，這樣，實際上比饒黎許率九縱到諸城或震林率二、七縱到膠東都要好些。這樣，膠東有九縱、十三縱及廣大地方部隊，可以逐步形成有力的內線作戰兵團，直接保衛膠東，可以採取於運動中半殲滅半擊潰之作戰方針〔即對敵一個或二個旅，以殲滅其一部、擊潰一部為目標而部署戰役作戰，注意多打小勝仗〕。震林在諸城應完全遵照饒黎指示休整待機，在膠東外線直接配合內線，目前不要南下臨沂或隴海。作戰時應注意打小規模殲滅戰，每次以殲敵一團一旅為目標，不打無把握之仗。
軍委
二十九日十二時
這個電報的含義是：許世友的第九、第十三縱隊不要南下與譚震林部會合，譚震林的第二、第七縱隊也不進入膠東腹地與許世友會合。同時，不同意譚震林部南下打敵整編二十八師或整編八十三師，而是讓他們在諸城一線配合膠東內線的作戰。
山東內線兵團分兵兩處的現狀沒有得到解決。
這種現狀在國民黨軍重兵壓境之時顯然不利。
膠東阻擊作戰就這樣開始了。
范漢傑的進攻部署是：以李彌的整編第八師一部固守沙河，主力集結於昌邑、岝山地域擔任左翼；闕漢騫的整編五十四師（欠一九八旅）集結於膠縣、高密地域，擔任右翼；黃百韜的整編二十五師和王凌雲的整編第九師為中央突擊部隊，黃國梁的整編六十四師跟在整編二十五師的後面擔負策應；整編五十四師一九八旅控制鐵路樞紐藍村，由范漢傑的兵團指揮部直轄。
國民黨軍以火炮飛機轟炸開路，地主武裝跟在後面一路狂殺。
許世友的第九、第十三縱隊不但要面對絕對優勢的敵人，而且還身處密不透風的合圍之中，無論阻擊的決心如何堅定，作戰的鬥志如何果敢，結局似乎沒有懸念。十三縱隊是由膠東軍區新編第五、第六、第七師組建起來的。三個新編師，組建時間最長的不到七個月，最短的才僅僅十天。縱隊、師、團領導尚未配齊，機關不健全，武器裝備很差，官兵作戰經驗不足。九月六日，國民黨軍三個整編師向平度發起大規模進攻。整編二十五師在火炮和飛機的支援下，猛攻十三縱三十九師一一七團一營和二營的阻擊陣地。十三縱官兵陳舊的槍支很多打不響，還沒有多少作戰經驗的膠東子弟用刺刀和手榴彈與敵人頑強對抗。戰鬥到七日下午，一營和二營的阻擊陣地被國民黨軍突破，十三縱官兵退守平度城關。八日，整編二十五師集中主力向平度城發動攻擊，同時以優勢兵力猛烈攻擊蟠桃山、金花山、紫荊山，平度失守。
與此同時，由十三縱三十八師一一三團堅守的掖縣城西阻擊陣地丟失。十六日，戰況急轉直下。整編五十四師一九八旅和整編二十五師的四十旅開始攻擊萊陽。十三縱三十九師在萊陽的西、南兩面同時阻擊，終因兵力火力懸殊陣地很快失守。十八日，黃百韜的整編二十五師佔領了膠東解放區的中心城市萊陽。
萊陽失守後，整編第九師進佔招遠以南的夏甸，整編第八師一六六旅到達夏甸以北四十公里的道頭。道頭一帶是許世友的第九縱隊主力集結地域。許世友部已經被逼到了東西僅七十公里、南北不足四十公里的沿海一角，如果道頭失守就會被趕下大海。
九月九日，得知國民黨軍佔領諸城之後，位於膠濟路以南的第二、第七縱隊發動了攻擊諸城的作戰。譚震林決定乘敵未穩發動反擊，以調動膠東內線的敵人，配合許世友在膠濟路以北的作戰。當天午夜，二縱五師十三團分兩路突擊東門，在連續爆破之後佔領了門樓，接著三個營全部投入戰鬥向城內發展。十日拂曉，七縱十九師佔領了西關，二十一師佔領了南門外的村莊。中午，二縱和七縱隊已經控制了諸城東、西、北三面的城樓。國民黨守軍整編六十四師一五六旅旅長困守在核心工事裡不斷地向師長黃國梁呼救，黃國梁親率一三一、一五九旅由高密南下解圍。譚震林命令二縱六師前去阻擊，但敵增援部隊行動迅速，在六師尚未到達時就已越過了六師預定的阻擊地。十一日拂曉，二縱和七縱主力已經佔領諸城城內的大部分陣地，並接近了一五六旅指揮部。眼看戰鬥就要取得最後的成功，但由於攻城部隊沒有及時向上級報告，不清楚城內戰鬥進展的譚震林認為敵人的增援部隊馬上達到，城內的攻堅作戰又一時結束不了，於是下令放棄攻擊部隊撤退。
譚震林部的作戰沒能調動膠東的敵人，被壓縮在海邊的許世友必須突圍自救。突圍只剩了一個方向，就是與大海相反的道頭方向。許世友決定，以十三縱阻擊國民黨軍整編第九師，以九縱實施反擊作戰。九縱二十五師和二十七師擔負反擊任務。十八日，二十七師八十一團控制了道頭以北的三個村莊，將整編第八師一六六旅四九八團一營分割並展開圍攻。村莊裡的國民黨軍兇猛突圍，雙方在曠野之中展開混戰，午夜時分國民黨軍的這個營基本被殲。與此同時，八十團控制了道頭以東的村莊，協同擔任主攻的二十五師七十三團、二十七師七十九團一起向道頭發動攻擊。國民黨守軍武器精良，火力猛烈，但無法阻擋九縱官兵的決死一戰。道頭外圍很快被突破，守軍設置在西門閣樓上的重機槍陣地連同閣樓一起被炸毀。凌晨，四九八團團長親自提槍督戰，團督戰隊據守著每一個路口，戰況開始殘酷起來。九縱官兵對道頭外圍唯一的制高點反覆攻擊未果，天色將明，再戰不利，二十五師師長聶鳳智下令撤離。
與諸城的戰鬥一樣，許世友部對道頭的攻擊也沒有達到全殲守軍的目的。不同的是，道頭一戰令國民黨軍整編第八師向後收縮了陣地，這使得它與整編第九師之間的距離被突然拉大了。這是許世友部突圍的最後時機——部隊處在敵人重兵合圍中，身邊還有五萬多傷員與幹部家屬，大批的膠東百姓為躲避國民黨軍跟在部隊的後面，這一切都令許世友無法組織機動作戰。他決定向敵人兩軍之間稍縱即逝的縫隙迅速插進去。二十二日黎明，先頭部隊將遭遇的整編第九師側翼部隊擊潰，九縱二十六師頑強地阻擊尾追的敵人，華東局和內線兵團機關人員及主力部隊官兵一晝夜行軍一百八十里，終於進入大澤山區。
國民黨軍繼續向膠東半島的尖角壓縮：二十六日佔領龍口，三十日佔領蓬萊，接著，共產黨人控制的唯一港口城市煙台被佔領。范漢傑的膠東兵團以傷亡近一萬五千人的代價，先後佔領了膠縣、高密、平度、昌邑、掖縣、榮城、棲霞、招遠、龍口、黃縣、蓬萊、福山、煙台、牟平、諸城等十五座城鎮。至此，共產黨人失去了膠東解放區的大部分地區——從全局而言，這是共產黨領導的軍隊由戰略防禦轉為戰略進攻所必須付出的代價。
饒漱石、許世友和黎玉聯名致電中央軍委，報告他們撤離膠東、轉移敵後的理由：「內線已堅持三個星期，為減少爾後作戰困難，決向敵後轉移。今晚敵已發覺我主力一部轉出，飛機不斷在上空搜索轟炸，估計敵人除有一部分迅速佔領我海口城市外，另一部分將西返尾追，造成我愈集中敵愈分散，便利殲敵局面並逼敵無法深入農村，可減少我損失。逼敵無法從膠東抽兵，加重其他地區壓力。在我主力轉到敵後，尚留十三縱三十七師並配合地武四個團堅持鬥爭，掩護疏散。我們電譚率二、七縱到路北與我們會合，以便集中殲敵。為不使我們位置暴露，我們電台全部暫時停止工作數日……」
九月十六日，中央軍委致電陳毅、粟裕、饒漱石、黎玉、許世友、譚震林，要求必須堅持在膠東，不求他們打勝仗，「只要不打敗仗就好」，並反覆強調「一個月至多兩個月，局勢就會變化」：
我們認為震林所率二、七兩縱目前不宜離開濱海，只要該區有糧食，就應留在該區打些小勝仗，即使一二月不打勝仗，只要不打敗仗就好。如地區狹小，不便集中行動，則以縱隊或旅為單位，暫時分散在諸城、莒縣、沂水、臨朐、日照等縣廣大鄉村也有利，一可鉗制八十三師、二十八師、四十五師等部，二可策應膠東內線。大約堅持一個月至多兩個月，局勢就會變化。如二、七縱出魯南或蘇北，則八十三師、二十八師等部必跟去，亦不見得容易殲滅，對於膠東則減少直接配合作用。膠東方面敵至多使用十二個旅進攻，而在佔領平度、掖縣、萊陽、龍口、招遠、蓬萊、黃縣諸城，留出大量守備兵力之後，其機動兵力就不多了，利於我軍各個殲敵。一個月後，敵有很大可能調走一部兵力，故該方面只要我軍不打敗仗，局勢亦可能好轉。
接到電報後，譚震林率領第二、第七縱隊開始北上，向許世友部接近。許世友的第九、第十三縱隊在大澤山停留四天後，留十三縱繼續與國民黨軍周旋，九縱在膠河與濰河之間南下。十月一日，山東內線兵團的第二、第七、第九縱隊終於在膠濟路以北的朱陽會合。
范漢傑發現山東內線兵團主力向西跳出了包圍圈，立即命令整編第九師尾追九縱和十三縱隊深入大澤山區，整編六十四師（欠防守諸城的一五六旅）由高密向北阻截。
譚震林和許世友決定集中主力打上一仗，以扭轉被動局面。作戰計劃是：以二縱和九縱攻擊脫離高密、孤軍北進的整編六十四師於膠河西岸的飲馬鎮地區，以調動膠東的國民黨軍回援，減輕膠東解放區的損失；同時，以七縱和獨立師等部擔任阻援；十三縱由大澤山向北攻擊掖縣，策應主力在膠河的作戰。
十月二日，整編六十四師主力進至范家集、流河一帶，先頭部隊到達了預定戰場飲馬鎮。由於情報有誤，譚震林和許世友誤把先頭部隊當作了整編六十四師主力，於是命令部隊全線出擊。整編六十四師先頭部隊受到攻擊後，師主力急忙收縮，在范家集、三戶山地區構築工事，準備固守待援。二縱和九縱隊沒能實現分割敵人主力的目的，但是當晚他們就把整編六十四師主力圍住了。
三日夜，二縱對三戶山發動了攻擊。由於缺乏攻擊子母碉堡的經驗，火力使用不夠集中，在傷亡嚴重的情況下撤出了戰鬥。四日，二縱再次發起攻擊，官兵們冒著敵機的轟炸衝鋒，在九縱的配合下，最終突破了守軍的防禦工事，於五日拂曉攻佔三戶山，殲滅整編六十四師一五九旅的一個團，為後續部隊攻擊師部所在地范家集奪取了有利陣地。
五日下午，九縱攻擊范家集，二縱攻擊西側的林家莊。二縱在幾百米的攻擊正面集中起五個迫擊炮連、一個重迫擊炮連以及多門山炮，進行集中火力壓制，戰鬥至午夜，駐守林家莊的整編六十四師四七五團被全殲。九縱對范家集的攻擊雖然進展緩慢，但晝夜持續不斷，被困范家集的整編六十四師師長黃國梁向范漢傑緊急呼救。但是，范漢傑派出的三路援軍都受到了猛烈阻擊。整編第九師在東面發動了輪番進攻，戰鬥持續到十月九日，依舊無法突破當面的阻擊陣地。整編四十五師二一二旅和整編六十四師一五六旅，在南面沿著五龍河兩岸向范家集方向攻擊前進，遭到七縱主力和獨立師一個團的頑強阻擊。整編四十五師的二一一旅，從西面由濰縣東渡濰河增援三戶山，由於奉命阻擊的西海軍分區部隊沒有按時佔領阻擊陣地，二一一旅得以渡過濰河佔領山陽莊地區，對許世友和譚震林部的側背形成巨大威脅。情急之下，許世友和譚震林果斷改變了攻擊范家集的計劃，調二縱主力立即向西迎擊。戰鬥由此變成了圍點打援。從戰場態勢上看，只要九縱把整編六十四師圍緊，東、南兩個方向的阻擊堅決，從西面來的敵二一一旅兵力單薄，二縱主力完全有將其一口吃掉的把握。
為了徹底殲滅二一一旅，韋國清的二縱制定了一個一網打盡的作戰計劃：四師和五師一部攻擊青龍山，由北向南和東南攻擊；六師以奔襲的方式迂迴到二一一旅的背後，攻佔濰河東岸的二八八高地，控制濰河渡口，對二一一旅實施合圍。六師十八團的先頭部隊抓到了二一一旅搜索排長，十八團團長沙風從俘虜口中弄清了二八八高地的基本情況：高地位於范家集以西十八公里的濰河東岸，俯瞰山陽莊和濰河渡口。高地上的守軍是一個連，還有一個排控制著渡口。十八團二營急速行軍，於凌晨四時到達高地南側，秘密接敵之後猛打猛衝，一舉攻佔高地並控制了渡口。二一一旅的後路因此被截斷。二一一旅得知後路被斷，立即組織突圍。負責正面攻擊的十六團相繼突破外圍陣地，國民黨守軍反擊猛烈，十六團團長孫雲漢果斷決定一、二、三營合力直搗守軍旅部。十六團官兵分成小組，運用小炸藥包的威力，邊爆破邊推進。入夜，經過兩個多小時逐房逐屋的爭奪，十六團攻佔了二一一旅旅部所在的西圩子。二一一旅殘敵在最後時刻向西北和西南兩個方向突圍，分別被六師十八團，四師十、十一、十二團分割殲滅。十八團的一名戰士從一堆屍體的下面俘虜了二一一旅旅長張忠中。
二一一旅七千多人馬，除三百多人在援軍的接應下逃回濰縣，其餘傷亡三千人，被俘四千多人。
此時，在膠東解放區內部抗擊國民黨軍的任務全部落在了十三縱身上。膠河戰役開始後，十三縱主力奉命攻擊掖縣，這是這支由翻身農民組成的部隊第一次打縣城攻堅戰。
十三縱聯絡了當地的民兵組織，民兵們得知要收復掖縣，爆破隊和地雷隊紛紛集中起來，把國民黨軍埋設在十三縱攻擊路線上的地雷挖出來，再埋到敵人的地盤裡去。民兵們還和十三縱的偵察員一起，化裝進城偵察守軍的防禦部署，民兵們只有一個要求：把殘害百姓的地主還鄉團全部抓起來。
十月三日凌晨，第二縱隊對三戶山發動攻擊的那天，十三縱對掖縣的攻擊同時開始了。巨大的爆炸聲將掖縣守軍驚醒，等他們衝上陣地的時候，發現城防已經被炸開了三個大缺口。率先突進去的是一九團二營，官兵們沿著東門大街向鐘鼓樓攻擊前進。一一團突破後，沿著城牆攻擊北城樓。一一四團一營沿著城牆向南發展，三營直插西門。一一一團除留一個營在城西北的煙濰公路上警戒之外，主力也衝進了北門和西門。國民黨守軍在核心陣地組織起猛烈的抵抗。十三縱各團從不同的方向開始逐屋爭奪，激烈的戰鬥在不斷的傷亡中向前推進。四日上午十時總攻開始，戰至下午六時，掖縣城區裡的兩百多個碉堡全部被摧毀，守軍團長劉其凡和副團長楊子明等被俘。
范漢傑急調膠東地區整編第八師和整編五十四師晝夜兼程回援。
十三縱撤離掖縣，收兵轉移，決定到棲霞以南地區休整。
膠河戰役令共產黨人在膠東面臨的危機得到了極大的緩解。
然而，蔣介石也認為膠東戰局說明國民黨軍已取得決定性的勝利。十月十九日，蔣介石帶領國民黨軍聯合後勤總司令部副總司令黃維、國防部第二廳廳長鄭介民和第三廳廳長羅澤闓到達青島，召集了「膠東軍事檢討會議」。會上，蔣介石連續發表了題為《剿匪軍事之新階段與新認識》和《范家集戰役之講評與國軍今後應注意之事項》的講話，講話中充滿了不知從何而來的樂觀情緒：
……這次膠東半島的作戰，可以說是我們國軍第一次大規模作戰，參加戰場的有陸軍、空軍和海軍……在整個剿匪戰事中有極其重大的價值，占極其重要的地位……這三個月零六天的時間，可以說是國家轉危為安，革命事業轉敗為勝的關鍵……是決定我們剿匪勝利一個重要的轉折點……我們剿匪的軍事亦隨之而告一段落，從明天（十月二十一日）開始，已經進入一個新的階段了。
蔣介石認為，他親自製定的三個戰略目標：佔領延安、佔領山東解放區首府臨沂和封鎖共產黨軍隊海上交通，現在都已實現了。他之所以強調「我們剿匪的軍事亦隨之而告一段落」，是準備將整編第九師空運徐州或石家莊；將整編二十五師從煙台海運至大別山。因為此時共產黨三路軍隊進軍中原已造成中原地區國民黨軍兵力匱乏。為此，范漢傑擬定了膠東地區的全面防禦部署：整編第八師守備煙台、蓬萊和龍口；整編五十四師一九八旅守備平度，並以一個團加強萊陽；整編六十四師在藍村和馬山一帶休整待命；整編四十五師退回濰縣地區。
這就是膠東解放區最困難的時候，毛澤東曾經強調：「大約堅持一個月至多兩個月，局勢就會變化。」毛澤東的預想正在成為現實：在劉鄧、陳粟和陳謝三路大軍主力跳到外線作戰的同時，留在解放區內部的部隊只要頑強堅持，把國民黨軍的主力吸引牽制住，當國民黨軍不得不撤出解放區回援外線戰場的時候，他們的被動就不可避免地出現了，共產黨軍隊在戰爭全局上贏得主動權的時候就不可避免地到來了。毛澤東甚至電示譚震林和許世友，要求他們不要急於回到內線去，因為他們的任務是把蔣介石準備調出山東的部隊盡可能拖住。毛澤東特別指出，對於守備膠東的敵軍不要忙著去打，而準備調走的整編第九師和整編二十五、六十四師應該成為首要打擊對象。
譚震林和許世友決定先打那個準備空運徐州或石家莊的整編第九師。這實際上是一場追擊戰，即使沒有力量將整編第九師包圍殲滅，也要盡可能消耗其實力，拖延其時間。十一月六日，整編第九師到達朱陽鎮地區。由於偵察有誤，譚震林和許世友將整編第九師運送棉衣的兩個團當成了師主力，七縱和九縱貿然出擊，不但沒有將敵人分割，反而導致了整編第九師有組織地開設了防禦陣地。十一日，在整編六十四師的接應下，整編第九師掉頭東返，開始向膠縣方向撤退。譚震林和許世友緊追不捨，在命令二縱圍攻高密的同時，七縱和九縱沿膠濟線緊緊地跟著整編第九師。二十六日，二縱一鼓作氣把高密打了下來，因為整編第九師迅速收縮，七縱和九縱順勢收復了膠縣。
這時候，擔任牽制任務的十三縱在膠東海陽地區包圍了整編五十四師的主力。消息傳來，范漢傑立即命令該師位於平度的一九八旅增援。譚震林和許世友認為機不可失，決定不再追擊整編第九師，轉而攻擊孤立的一九八旅。二十四日，一九八旅被九縱包圍。范漢傑又調整編第九師的五十七旅和七十六旅增援，結果七縱一部將五十七旅阻擊在靈山，另一部將七十六旅包圍於南阡。范漢傑見海陽之圍未解，又有兩個旅被圍，急調在藍村、馬山一帶的整編六十四師增援，同時將整編第八師四十二旅的三個團由煙台海運至青島。在敵人重兵雲集的情況下，譚震林和許世友將主力撤到萊陽以南。
國民黨軍整編第九師最終也沒能被空運至徐州或石家莊。十一月底，這個師和整編二十五師一起，通過海運到達上海，再從上海被轉運到中原。
譚震林部和許世友部以傷亡五千的代價，嚴重遲滯了國民黨軍向中原的調動，迫使佔領膠東地區的國民黨軍孤守著青島、濱海、萊陽、即墨、煙台、福山、蓬萊和龍口等據點，這些據點沿海岸線分佈成狹長的一線，其中只有萊陽處在膠東解放區的腹地，譚震林和許世友決定把兩個多月前丟失的萊陽奪回來。
十二月四日，七縱對萊陽城發動了攻擊。當晚，二十師攻下南關，二十一師控制了東關，十九師控制了西關大部。第二天，萊陽城內的國民黨守軍發起全面反擊。攻城部隊在城牆下開始進行坑道作業，由於不斷受到炮火襲擊，部隊出現較大的傷亡。
范漢傑立即對萊陽實施增援。但是，整編六十四師的兩個旅、整編五十四師的一個旅、整編第九師的一個旅均被二縱阻擊於水頭溝以南。
九日凌晨，攻城戰開始。二十師利用坑道破城未成，官兵隨即強行登城。六十團率先於南門附近突破。中午，二十師佔領守敵的榴彈炮陣地，十九師佔領了山炮陣地，五十七團衝進北門向南發展，守軍退縮至城隍廟核心陣地。城隍廟核心陣地工事複雜、堡壘堅固、火力兇猛、糧彈充足。七縱久攻不下，國民黨援軍逐漸接近。中央軍委電示，如沒有攻克的把握，應放棄攻擊改為打援。但是，譚震林和許世友決心已下，一定要收復這座城池，不然無顏見解放區父老。他們決定由熟悉萊陽城的十三縱三十七師接替七縱繼續攻擊。此時，三十七師距萊陽城二十多公里，在師長高銳的率領下，官兵多為膠東子弟的三十七師迅速開進，一鼓作氣衝進萊陽城，接著就發起了攻擊。一一一團爆破組把城隍廟圍牆炸開了缺口，突擊隊蜂擁而上。接著，一九團在南面、一一團在西南角先後突破。萊陽城被收復。
在收復膠東的作戰中，解放區的農民傾注了巨大的戰鬥熱情。他們籌集起大量的糧草，冒著炮火，送到山東兵團的陣地上。掖縣上萬民工在七天之內向前線運送了七百多萬斤小麥，平度縣的百姓在幾天之內就籌集了八十多萬斤麵粉和一千多萬斤柴草。濰北縣張氏村的農民得知部隊急需柴火，而方圓幾十里的樹木都已被國民黨軍隊砍去修建工事了，村長王日光和村裡的老人們商量的結果是，只有砍自己家兩塊老墓地裡的樹了。張家本族墓地裡長的松柏在濰北和濰南一帶十分著名，樹木的樹齡都在百年以上，人稱「張氏松」。在老人們的支持下，村長召集全村開會，參加會議的千名農民都同意把松樹獻出來。砍樹時的氣氛十分悲壯，墓地裡香火繚繞，全村男女老少跪倒拜了祖先之後，刀砍斧劈之聲徹夜不絕。天亮的時候，上千方木材裝上大車，浩浩蕩蕩地運往了前線。
從戰爭全局上看，山東位於戰場的右翼，陝北位於戰場的左翼。
左右兩翼牽制，皆是為了中原。
因此，就整個戰爭的演變而言，共產黨領導的軍隊與國民黨軍在陝北與山東同時進行的艱苦作戰，絕不僅僅為了半島之爭。
沒有人知道蔣介石是否看出了這一點。