同时，山东的解放区遭到了逾60万国民党军队的围攻。这一次国民党学了乖，采用了齐头并进的战术，将军队都控制在一个范围内，导致解放军的游击战术无法奏效。但粟裕提出以山东解放军主力决战的方式粉碎围攻的方式最终被采用。在孟良崮战役中，号称“王牌部队”的国民党军队整编74师全军覆没，师长张灵甫阵亡，国民党军队不得不全线撤退。这样一来，人民解放军军力上升至280万人，还装备了重炮兵与工兵，基本具备了同国民党军队决战的实力。
另外，由于国民党政府集中兵力进攻延安及山东解放区，导致后方兵力空虚，1947年6月，刘伯承、邓小平率领大军强渡黄河，千里挺进大别山，直接威胁了国民政府的统治中心南京和武汉；陈毅、粟裕领导下的华东野战军挺进豫皖苏；陈赓、谢富治兵团挺进豫西。三路大军，互相策应，在黄河与长江之间的广大地区形成了一个“品”字形的战略态势，这就牵制了南线国民党军一半以上的兵力，使中原地区由国民党军队进攻共产党统治区的重要后方变成了解放军夺取全国胜利的前进基地。这是一个对战争发展具有重大战略意义的胜利，它带动了中国各个战场的战略进攻，整个战争格局从此发生根本的转变。