战役打响后，解放军攻城部队势如破竹，在进军中，东兵团渤海纵队首占龙山镇、三官庙，主力到达城东郊。西兵团于15日扫清了肥城、平阴之敌，16日拂晓包围长清。16日夜，攻城东西两兵团同时向国民党军守敌外围阵地发起全线攻击。战至17日，西兵团两广纵队和野司警卫团全歼长清守敌；10纵由西向东，攻占了飞机场的匡李庄等一带；3纵由西南攻占了双庙屯等地；鲁中南纵队由南向北，占领了南郊重镇仲宫及津浦线上的张夏、崮山等要点；冀鲁豫军区部队攻占了齐河，守敌弃城南逃。东兵团渤海纵队攻占了东郊重地郭店，包围了王舍人庄之敌；9纵一举攻占了济南城东屏障茂岭山、砚池山两个据点，继而乘胜追击，攻克了窑头、甸柳庄等据点。渤海军区部队也占领了济南城北黄河沿岸的鹊山庄、泺口等地。这样，攻城部队就从四面完成了对济南的包围。

第9纵队73团突破济南内城东南角

吴化文是王耀武的部下，出身军阀，虽然受到王耀武的重用，但并非蒋军嫡系，时常受到排挤，于是他暗中与中共地下党组织取得联系，想为自己和部下留一条出路。经过多名中共地下工作者对吴化文的努力劝导说服，吴化文本身也经过了激烈的思想斗争和数次反复，终于认清了形势，毅然决定起义。9月19日，吴化文率国民党第96军整编第84师第155旅、第161旅及独立旅共2万余人，全部起义。一直关注吴化文起义的中央军委和毛泽东，9月19日收到粟裕等的电报后欣喜万分，9月20日，中央军委复电指示：应力争吴部引我入城，作为内应，共同解决王耀武。

攻城部队勇猛神速和吴化文率部战场起义，使济南西部门户洞开，打乱了国民党军的防御部署，动摇了王耀武固守济南的信心，他准备率部突围，但蒋介石严令其坚守待援。王耀武为拖延时间，下令部队缩短阵地，集中兵力，以内城防御为主，固守城垣。虽然吴化文战场起义，但毛泽东仍不放松警惕。9月21日，他致电粟裕等人：攻城第一阶段虽获顺利发展，但第二阶段可能需费大气力，千万不可轻敌。(www.daowen.com)

解放军进入济南后发布告示与民约法七章

9月23日晚，华野攻城部队对内城发起总攻。内城是济南军事的核心阵地，城墙又高又厚，又有明碉暗堡。东西两大集团在炮兵火力支援下，对内城发起突击。9纵队第25师第73团在团长张慕韩的指挥下，7连战士冒着炮火，越过护城河，架起云梯，曾4次登城受挫，仍不屈不挠，终于在24日凌晨2点15分占领突破口，2班班长李永红第一个登上城墙，冲向耸立城头的气象台，用手榴弹和冲锋枪将20多个守敌逼近一间屋内，迫其缴械投降。随之，第9连、第8连也登上城墙，击败国民党军敢死队多次反扑，把“打进济南府，活捉王耀武”的红旗插到气象台制高点。尔后又在突破口左侧炸开约6米宽的豁口，为友邻部队开辟了向纵深发展的道路。攻城集团各纵攻入城内后，即与守军展开逐楼、逐巷、逐街、逐点争夺战。王耀武把指挥权交给参谋长罗辛理，自己化装逃跑。攻城部队最终攻进省政府大院，罗辛理被迫投降，内城守军全部被歼，济南战役胜利结束。解放军在济南城内发布告示，与民约法七章，迅速控制了局势。