笔者根据查阅到的大量档案史料和采访陈毅、粟裕身边工作人员，现将孟良崮战役的决策过程和奇妙战法，简要介绍如下：
莱芜战役后，蒋介石不甘心失败，又调集了三个兵团，对集结于沂蒙山区的我华东野战军，从南、西、西北方向，形成弧形攻势“跟踪进剿”。国民党报纸吹嘘：“雄师北指，气吞沂蒙。”
当时国民党三个兵团总兵力约25.5万人。第一兵团司令汤恩伯率8个整编师由临沂向北，第二兵团司令王敬久率4个整编师由泰安向东，第三兵团司令欧震率6个整编师由泗水向东北，向华野杀奔而来，矛头直指华野指挥部坦埠。
敌人兵力多，装备好，怎么办?
陈毅、粟裕决定创造战机，集中兵力，打敌一路，务求全歼，逐步改变战局。4月初，粟裕率前线指挥所秘密进驻沂水县坦埠，不久后又移至西王庄，陈毅也随后抵达。他们制订了多种歼敌方案，并指挥部队采取“耍龙灯”战术，以吸引、调动、疲惫、迷惑敌人，然后打其孤立突出的一部。
5月11日晚，我技术侦察部门截获并破译了汤恩伯限令整编七十四师于12日攻占坦埠的电报。粟裕当即查看地图，整整沉思了半个小时，辩证地分析了敌我兵力之强弱和战场条件，最后决心采用“猛虎掏心”的战法，以中央突破对付敌人的中央突破，改变传统的“避强击弱”的战法，变为先打最强之敌，以收出敌不意，攻其无备之效。此方案是一着妙棋，是奇招，虽有风险，但有取胜把握。
粟裕向陈毅汇报后，陈毅当即同意，说：“好!我们就要有于百万军中取上将首级的气概!”
陈、粟决定，以叶飞的一纵、陶勇的四纵、王必成的六纵、王建安的八纵、许世友的九纵担任主攻，以第二、三、七、十等4个纵队阻击援敌，包围并歼灭七十四师。
孟良崮战役于5月13日黄昏发起。粟裕到最前线指挥作战，指挥所就设在孟良崮山下的“老君洞”(战后改名为将军洞)，在这里可以用望远镜直接观察战场情况。一、四、八、九纵队依令猛插猛打，楔入了七十四师与左翼黄百韬二十五师、右翼李天霞八十三师之间仅隔五、六里的空隙，硬是切断了他们之间的联系。早就隐蔽在鲁南的王必成六纵，以2天时间行军240里的速度，飞兵天降，突然攻占了垛庄，切断了敌七十四师的后退之路。至此，华野对张灵甫已形成了五打一的绝对优势。
仅仅几天前，张灵甫从垛庄出发时，情报人员向他报告“周围百里无共匪”，他就放心地北上了。垛庄一失，张灵甫大梦初醒，才判断出华野是要合围吃掉他。但此时他尚自恃手里有近3万精锐，底气十足，发电报给蒋介石、汤恩伯，提出采取“磨心战术”，即以他的七十四师为“磨心”，坚守孟良崮，吸引住华野主力并向外攻击，中心开花；要求国民党各路援军迅速前进，包围华野主力，内外夹击，进行“聚歼”。
蒋介石采纳了张灵甫的建议，并派陈诚和白崇禧飞抵临沂坐镇指挥。
于是，在以孟良崮为中心的小小沂蒙山区，山上是张灵甫的七十四师，周围是华东野战军的5个主力纵队，外围则是从各地赶来增援的国民党十几个军和整编师，以及华野进行阻击的4个纵队。几十万部队扭打在一起，队形交错，你中有我，我中有你，包围和反包围，形成了战争史上恢宏壮观的一道奇特风景。
当时，如果华野不能在最短时间彻底歼灭七十四师，或战局出现僵持状态，则后果不堪设想。审时度势的陈、粟果断地下令于5月15日发起总攻，经一天激战，于16日下午全歼七十四师，击毙张灵甫，创造了中外战例中的经典。此时，敌方最近的援军离七十四师只有5公里，炮声相闻，但难越雷池。其余8个整编师（军）最多也只有一、二天路程。他们只能眼睁睁地看着“王牌军”灰飞烟灭，全军覆没。