1946 年12 月，宿北战役刚刚结束，国民党军整编第26 师附第1快速纵队在临沂西南的向城、卞庄、长城一线转入防御。师长马励武自恃装备精良，扬言“要到临沂过年”。
    陈毅、粟裕根据中央军委“集中主力歼灭鲁南之敌”的指示，决定回师鲁南，打开局面。12 月28 日，陈毅、粟裕在刘家港口村主持召开鲁南作战会议。会议决定以山东野战军第8、9、10 师及滨海警备旅共12 个团组成右纵队；以华中野战军第1 纵队、第1 师共15 个团组成左纵队，向整编第26 师实施钳形突击。另以24 个团在苏北阻击北进之敌，保障主要方向作战。
    第一阶段：围歼快速纵队。1947 年1 月2 日晚10 时，鲁南战役打响。右纵队迅速攻占平山、石城崮、青山等要点，切断峄县至临沂公路；左纵队包围卞庄，西进横山、兰陵一带，迫退国民党援军整编第33 军，完成战役合围和战术分割。 3 日晚至4 日晨，全力压缩包围圈。经激战，歼灭整编第26 师师部、第44 旅全部和第169 旅大部，将残部和第1 快速纵队包围在陈家桥、作字沟狭小地区内。4 日上午，被围敌军向峄县方向突围。时值雨雪交加，道路泥泞，国民党军装甲部队行动困难。解放军左、右纵队合力层层拦击，迅速将其压缩于下湖、漏汁湖之间。战至下午3 时，除7 辆坦克逃至峄县外，整编第26 师和第1 快速纵队3 万余人全部覆灭。
    陈毅司令员亲临战场，目睹敌军坦克在泥泞中变成废铁堆，畅怀赋诗《鲁南大捷》：“快速纵队起如飞，印缅归来自鼓吹。鲁南泥泞行不得，坦克都成废铁堆。快速部队今已矣，二十六师汝何为？徐州薛岳掩面哭，南京蒋贼应泪垂。”
    第二阶段：攻克峄县枣庄。第一阶段胜利后，陈毅、粟裕决定乘胜扩大战果，攻取峄县、枣庄。1 月9 日晚，右纵队对峄县守军发起攻击。战至11 日凌晨，全歼守军，俘虏整编第26 师师长马励武，缴获逃回峄县的7 辆坦克。 与此同时，左纵队华中野战军第1 师向枣庄发起进攻。枣庄守军工事坚固，日伪时期就筑有电网、城墙、外壕、碉堡、鹿砦等。整编第51 师驻守后，又在原有基础上进行了改造加固。战斗一度进展缓慢。19 日晚，解放军发起总攻。战至20 日下午，攻克枣庄，全歼整编第51 师师部及两个团，生俘师长周毓英以下8000余人。至此，鲁南战役胜利结束。
    鲁南战役历时18 天，我军以伤亡8000 余人的代价，歼灭国民党军整编第26、第51 师师部、4 个旅及1 个快速纵队，共5.3 万余人。缴获坦克24 辆、榴弹炮、野炮、山炮89 门、汽车474 辆、各种火炮200 余门。开创了解放战争以来我军一个战役歼敌最多的纪录，首创华东战场一次歼灭国民党军2 个整编师的纪录。战役期间，山东解放区60 多万民工、1500 余辆大小车、6000 余副担架支援前线，数百万群众在后方筹集、加工、运送作战物资，有力保障了一线部队作战。
    鲁南战役的胜利，粉碎了国民党军会攻临沂、分割山东的企图，极大地鼓舞了解放区军民的胜利信心。战役缴获的大量武器装备，为组建华东野战军特种兵纵队奠定了基础，大大提高了华东部队大兵团作战和攻坚作战能力。鲁南战役成为华东野战军走向胜利的开端，为后续的孟良崮战役、淮海战役等重大战役积累了宝贵经验。 陈毅、粟裕在鲁南战役中展现的高超指挥艺术，以及解放军指战员英勇顽强的战斗精神，书写了解放战争史上光辉的一页。这场战役不仅是一场军事胜利，更是一场民心向背的胜利，充分体现了人民战争的伟大力量。