蒋介石不甘心失败，继续向我山东解放区进攻。粟裕同陈毅商量后，以示形于鲁南、决胜于鲁中的决心，放长线钓大鱼，舍南就北，组织主力部队隐蔽北上莱芜地区，精心组织了莱芜战役，打了一场更大规模的歼灭战，一举全歼深入鲁中地区的李仙洲集团，消灭了敌军一个“绥靖区”前指挥所、两个军、7个师共5．6万余人，钓住了李仙洲这条大鱼。此役连同南线和胶济线东段的配合作战，共歼敌7万余人。我军节奏之快，歼敌之多，付出伤亡代价之小，都创造了解放战争以来华东战场上的新记录。粟裕将运动战、歼灭战规模推上了更高的一个台阶，放的光彩更大了。消息传开，毛泽东高兴，发来贺电嘉奖参战的全体将士，使华东军民很受鼓舞。1947年2月，陈毅又赋诗一首，诗云：淄博莱芜战血红，我军又猎泰山东。百千万众擒群虎，七十二崮志伟功。鲁中霁雪明飞帜，渤海洪波唱大风。堪笑顽酋成面缚，叩头请罪詈元凶。
 
陈毅说：“粟裕将军战役指挥，一贯保持常胜记录，愈出愈奇，愈打愈妙。”他进一步说：“粟裕同志可算为理论与实践兼优的人，战役指挥很高明，他长期在实际战争中锻炼，华东军事指挥主要靠他。”
 
莱芜战役后，敌徐州“绥靖总署”被撤销，薛岳被免职，蒋介石亲自飞济南，大骂王耀武失职、李仙洲无能。王耀武在给八十三师师长李天霞信中悲叹：“莱芜战役，损失惨重，百年教训，刻骨铭心。”
 
面对全面进攻战略一次次失败，蒋介石不得不改变战略方针，将全面进攻改为重点进攻。他调集了24个整编师、60个旅共45.5万余人，用于山东方向。五大主力中的“三大主力”即整编七十四师、整编第十一师和第五师，均调集于山东战场。他以三大主力为骨干，分别编成三个机动兵团，汤恩伯第一兵团，辖6个师；王敬久第二兵团，辖4个师；欧震第三兵团，辖七个师，共17个师、43个旅，约25.5万人，执行重点进攻任务，专门对付我华东野战军，要同我决战。蒋介石就是要以这数个重点集团，采用密集队形，企图对我实施中间突破、两翼包围，把我军分割聚而歼之。