張靈甫這時終於確定，陳毅真是要來一口吃掉他了。此時再向上邊來回報告純屬浪費生命，張靈甫不得不咬牙抗命，下令全師分三路向南急速後撤。華野第9、第4縱隊從後追著第74師連續猛攻，但王牌師名不虛傳，陣腳不亂，在空軍掩護下且戰且退，直奔垛莊。此時，華野第1、第8縱隊因路途較遠尚未攻擊到位，第74師一旦搶先撤回垛莊，憑借臨蒙公路機動，與左右友軍聯結，曆史上也就不會發生著名的孟良崮戰役了。然而這時出現了兩個事情，終於讓曆史沒有改變。
第一個事情，華野第1縱隊獨立師的臨機決斷，逼迫張靈甫上了孟良崮。葉飛的第1縱隊擔負右翼穿插任務，負責切斷第74師與第25師、第65師之間的聯係，其中包括了搶占孟良崮和垛莊兩個要點。第1縱隊在前一階段作戰中屬西線兵團，當時剛從魯西南趕回來，部隊非常疲勞，需要休整補充，本來粟裕是想讓其擔任全軍預備隊的。但華野幾位首長在考慮戰役部署時，都認為黃百韜的整編第25師要比李天霞的整編第83師戰鬥力強，離第74師又最近，一旦不能將兩部敵人分割，整個戰役就泡湯了，因此需要有攻防兼備能啃硬骨頭的部隊上。後經譚震林提議，陳毅、粟裕同意，決定由第1縱隊執行這個艱巨的任務。
對於全麵籌劃這一戰役的粟裕來說，葉飛縱隊是其在新四軍時期的嫡係主力，戰鬥力是信得過的，雖然疲勞點，但用著放心。當時到野司來受領預備隊任務的第1縱隊副司令員何克希、副政委譚啟龍聞知情況有變，一時都不敢表態。經過陳毅下令，葉飛親自乘馬飛奔20餘裏，到華野司令部受領了任務。返回縱隊後，葉飛命令廖政國1師負責切斷蒙陰方向敵整編第65師與第74師的聯係，自己親率2師、獨立師南下切斷第25師與第74師的聯係。
第1縱隊獨立師不是一般部隊，其前身就是從中原軍區千裏突圍到蘇皖解放區的皮定均麾下之“皮旅”，創造了中原東路突圍的奇跡。該部先是改編為華中野戰軍第13旅，1947年1月改稱華東野戰軍第1縱隊獨立師。由於獨立師13日下午出發後沒有向導，向指定地點集結時晚了幾個小時，導致葉飛率縱隊主力出發延遲。結果到了第二天，第74師也開始後撤，幾乎和葉飛部平行南進。最險的時候第74師走山崗，第1縱隊走山腳，雙方已互相發現。第74師部隊以為下邊是第25師的人，既沒問口令，也沒打槍。葉飛命令部隊全速前進，一刻不停。當時真要是打起來，第1縱隊地形不利，會受到很大損失，完成任務也更加困難。
到了14日拂曉，第1縱隊各部猛插急進，連續搶占堯山、黃鬥頂山、天馬山、蛤蟆崮、黃家峪、界牌等要點，切斷了第74師與第25師、第65師之間的聯係。但是第74師撤退速度很快，已直奔孟良崮而去。一旦讓其越過孟良崮，就靠近了臨蒙公路的平坦地帶，無論是回垛莊還是和第25師靠攏都呈進退自如之勢。粟裕非常焦急，連派3名作戰參謀向葉飛傳令，要其不惜一切代價搶占孟良崮，將第74師堵在孟良崮山腳下。然而葉飛率2師左趕右趕，還是沒能跑過張靈甫，被其先到達了孟良崮。
關鍵時刻，奉命搶占垛莊的獨立師1團在插到孟良崮西側山地時，發現了先前第74師修的那條至汶河南岸的急造軍路，並且看到了第74師大批輜重隊伍正沿這條道路向南急趕。團長王誠漢認為這是第74師的必經之路，不能讓敵人逃跑。遂臨機決斷，改變原定計劃，迅速搶占附近要點285高地，擺開了阻擊陣勢。與此同時，獨立師3團搶占了孟良崮西側要點330高地，進一步切斷了第74師和第25師間的聯係。
這時已是14日中午。張靈甫接到歸路被斷的報告後，意識到情況嚴重，第74師有被困在山穀狹小地域挨打的危險。遂命令先頭51旅組織兵力全力反擊，連續向獨立師1團、3團陣地發起了多次衝擊，整個下午雙方都在激戰。第1縱隊獨立師連續行軍戰鬥30多個小時，堅決拖住了第74師，葉飛在戰後總結中對獨立師的頑強作風給予了高度評價。
影片中張靈甫率第74師回撤時，發現孟良崮東西兩側出現大批華野部隊占領陣地，已不能通過。在觀察了地形後，張靈甫不聽參謀長董耀宗的勸阻，執意改道前進，命全師登上孟良崮，當晚在山上宿營，第二天再南下垛莊。而在真實的曆史上，南下的急造軍路被華野部隊切斷後，確實令張靈甫非常震驚。此時北麵華野第9、第4縱隊正壓過來，東西兩側與友軍的聯係也遭到分割，南麵唯一的退路又被共軍阻斷。第74師2萬多部隊被壓縮在孟良崮旁狹小的山穀中，處境非常危險，必須迅速決斷。
當時第74師的將領中有兩種意見：一種是迅速打通道路突出去；一種是先退上孟良崮穩住陣腳，再伺機集中兵力打出去。張靈甫在此前已令先頭部隊向第1縱隊獨立師1團、3團的陣地發起連續進攻，爭取打通退向垛莊的道路和向黃百韜部靠攏，但一直沒能取得突破。張靈甫考慮到，先前萊蕪戰役已有李仙洲的失敗教訓，若長時間頓兵於狹窄山穀中，無可依托陣地，人員擁擠密集，火力難以發揚，一旦共軍發起猛烈攻擊，第74師首尾不能呼應，無法組織有效反擊，極易遭到速敗。而先頭部隊已實施多次突擊，一直沒能打開道路，也不知道何時才能打開，大部隊卻不能長時間停留在穀底絕地中。
最後，張靈甫采納了後一種意見，全師先退上東側的孟良崮穩住陣腳。既然垛莊基地還在手裏，隻要前方一有突破，大部隊就可翻山而下，龍歸大海。於是，張靈甫命令以58旅占領孟良崮及附近600高地、蘆山、雕窩一線，51旅占領孟良崮以西麵梨溝、馮家莊一線，57旅占領孟良崮以北當陽、孟家峪一線，擺出可進可守的姿態，帶不上山的重武器統統就地銷毀。各部到達指定位置後加強工事，嚴密防範，等待命令。同時仍令51旅猛攻285高地和330高地，力圖打開退回垛莊的道路及打通與黃百韜第25師的聯係。
應該說，張靈甫的上山考慮在當時確是可行的方案。雖然從結果看，他此際就應該不惜一切代價強行從第1縱隊獨立師陣地打開缺口南撤。攻擊285、330高地的戰鬥一直持續到了黃昏，第74師總算奪取了285高地，並攻占了330高地一半陣地。獨立師1團改到285高地以南公路兩側繼續實施阻擊，3團與敵在330高地上對峙。如果張靈甫連夜集中兵力再猛烈突擊一次，是極有可能打通道路退回垛莊的。然而，這時候催命鬼來了。
在得知張靈甫退守孟良崮後，從蔣介石、陳誠到顧祝同，都認為這是天賜良機。正好可以第74師為餌，吸住共軍主力，在孟良崮地區與其展開決戰。14日黃昏第74師剛退上孟良崮並向上級報告不久，從湯恩伯到徐州陸軍總部就連續給張靈甫發電報，要求該部在孟良崮至少固守3天，發揮“磨心”的作用，吸住共軍主力，協同周圍友軍來個“中心開花”，聚殲共軍主力於孟良崮下。張靈甫當晚雖有心連夜突圍，黃百韜也表示可以接應，但終究不能違抗校長和國防部的重命，也隻能安心做“磨心”了。至少張靈甫對第74師的戰鬥力還是有自信的，認為共軍一時吃不下它，隻要友軍來得快，是有希望實現“中心開花”的。這樣，他和第74師的唯一生路也被斷送了。
影片中飾演參謀長董耀宗的是上海電影製片廠演員、老藝術家程之。他從藝50年，曾在《夜店》、《腐蝕》、《我這一輩子》、《雞毛信》、《魔術師的奇遇》、《鐵窗烈火》、《筆中情》、86版《西遊記》等百餘部影視片中飾演過角色，還為《三劍客》、《王子複仇記》、《牛虻》等多部譯製片配過音。42年後，他的兒子程前又在崔永元製片的《電影傳奇》中飾演了董耀宗的角色，向自己的父親致以了敬意。
下麵要說第二個事情，就是魯南還藏著一個華野第6縱隊，斷了第74師的要命後路。當初王必成和第6師在漣水城與第74師結下了血海深仇，一直是念念不忘。這回粟裕命令第6縱隊協同第1縱隊星夜兼程北上搶占垛莊，去打第74師，可把王必成和6縱官兵們樂壞了。接到命令後，王必成立即收攏部隊從隱蔽地費縣銅石鎮出發，翻山越嶺，徒涉河流，硬是兩晝夜跑了200裏山路，終於在14日黃昏趕到了垛莊。有賴第1縱隊獨立師的臨機奮戰，為第6縱隊爭取了半天寶貴時間，沒有讓第74師搶先退至垛莊。半夜時，第6縱隊突然發起攻擊，一舉殲滅了垛莊守敵第74師輜重團6個連大部，攻占垛莊，繳獲了囤積於此的大量彈藥和軍用物資。堅決把張靈甫和第74師裝進了棺材，王必成和6縱官兵們總算是出了一口惡氣。
打到15日拂曉，王建安的第8縱隊也攻占萬泉山，切斷了第74師和第83師的聯係。至此華野5個縱隊打通了聯係，最後合攏了包圍圈，將第74師合圍於孟良崮山區狹小地域內，並對其左右兩翼的第25師、第65師、第83師形成了阻擊防線。與此同時，外圍組援的第2、3、7、10縱隊亦各自展開，分別吸引、阻擊國民黨軍第83師、第11師、第7軍、第48師、第5軍等部。魯南軍區部隊也進迫臨沂，威脅國民黨軍後方。一場驚心動魄的決戰來臨了。
影片中當野司下達奔襲垛莊的命令時，沈振新正在和高博飾演的丁政委下圍棋，這個情節很有意思。在真實的曆史上，因為軍長陳毅的帶動，新四軍中下圍棋的風氣很盛，不少指戰員都能來幾手。像鄧子恢、張雲逸、葉飛、方毅、陶勇、梅嘉生、張勁夫、夏征農、汪道涵、胡立教、金明等中高級幹部，都是棋迷。《紅日》的作者吳強當時是新四軍第6縱隊宣傳部長，也愛下圍棋，所以後來在小說中塑造出了這個情節。值得一提的是，建國後陳毅擔任了外交部長，在中日還沒有建交時就以圍棋為紐帶，大力促進了兩國的民間交流。陳毅當時的忘年棋友中，還有日後的一代棋聖聶衛平。1963年，日本棋院為了感謝陳毅對中日圍棋交流的貢獻，特別授予他“名譽七段”稱號。陳毅逝世後，中日兩國實現了邦交正常化，日本棋院又追授給他“名譽八段”稱號，成為了一段曆史佳話。
孟良崮屬蒙山山係，位於蒙陰東南60公裏的蘆山山區，其主峰海拔575.2米，麵積隻有1.5平方公裏。相傳北宋將領孟良曾駐紮於此，因而得名。在孟良崮周圍，還分布著萬泉山、蘆山、雕窩等山峰，山區東西寬40~50公裏，南北縱深30~40公裏。這一帶清一色都是石頭山，群峰聳立，怪石嶙峋，人煙稀少。孟良崮山勢陡峭，多懸崖峭壁，山上草木稀疏，水源隻有一處泉眼和一個池塘。就軍隊進行防禦來說，山峰陡峭雖然有利，但在石頭山上無法構築工事，隻能用石塊堆砌成簡易火力點，更重要的是水源太少，幾萬人難以久守。張靈甫命令部隊沿孟良崮前沿的285高地一線至雕窩、蘆山、520、540、600等高地形成環形防禦，以孟良崮主峰為核心陣地，憑險固守。他也知道，現在是生死懸於一線，就看自己的部隊能挺多久，左右友軍的救援速度有多快了。
陳毅和粟裕此時也並不輕鬆，本來他們的計劃是第1縱隊先敵搶占孟良崮，然後協同其他各縱隊將第74師壓在孟良崮以北的山穀裏加以分割圍攻。盡管第74師戰鬥力強勁，但其處於沒有防禦陣地的運動之中，又因地形關係難以展開兵力和發揚火力，華野部隊居高臨下地打，極有可能在14日當天即可將其殲滅。如今張靈甫搶先退上了孟良崮，雖然已將其圍住，但周圍正有國民黨軍十多個師向孟良崮圍攏過來，最近的隻有幾公裏路程，華野外圍阻援縱隊已全部和敵人交上了火，情況已變得非常緊急。這是一場雙方70多萬人參加的大會戰，決定著華野主力的生死存亡，也決定了整個華東戰場的命運。陳毅當即提出了“殲滅74師，活捉張靈甫”的戰鬥號召，要求部隊發揚大無畏的革命精神，一定要在最短的時間內拿下孟良崮。粟裕也帶著指揮所一直進到了孟良崮北側艾山腳下一個山洞裏，直接觀察戰場和指揮戰鬥。陳、粟決心於15日淩晨3時發起總攻，力爭當日上午結束戰鬥。
與此同時，在南京的蔣介石亦如坐針氈。現在按他的預想在孟良崮山區與華野展開了決戰，這是一喜；然而各路進剿軍能否同心效命，全殲共軍，而不是賠掉他的王牌第74師，這是一憂。蔣介石發下嚴令，要求顧祝同、湯恩伯、歐震、李天霞、胡璉、黃百韜、張淦等將領必須督促部隊從速向張靈甫靠攏，合擊共軍，否則要按職問罪。並派空軍從徐州和濟南方向出動，空中支援第74師作戰並空投食品和彈藥。同時命令湯恩伯親自赴前線就近指揮，協調各路部隊。湯恩伯此人在打仗上有自己的一套，但在政治上也是一個欺上瞞下之輩。他乘車出臨沂不遠，便得知垛莊已失守，前方就是共軍，遂將前線指揮權交給了第一兵團副司令李延年，自己掉頭打道回府。
5月15日淩晨3時，華野部隊向孟良崮發起了總攻。5個縱隊全部發起攻擊：第1縱隊在西側，第4縱隊在西北側，第9縱隊在東北側，第8縱隊在東南側，第6縱隊在西南側和南側，四麵合擊密不透風。這5個縱隊可謂是華野的精華，都是最能打的縱隊，全都拉上來，確實太看重第74師了。華野官兵們高喊著“攻上孟良崮，活捉張靈甫”的口號，向孟良崮守敵各陣地發起勇猛衝擊。然而，第74師名不虛傳，戰鬥力確實強大。其火力配置合理，戰術動作熟練，預備隊增援及時，反衝擊速度很快，與華野部隊在各山頭陣地反複爭奪，一次次把衝上來的華野部隊壓了下去。雙方來回拉鋸，短兵相接，刺刀見紅，將孟良崮各山頭打成了一座座血丘。
對於這場攻堅戰，《第三野戰軍戰史》中記載道：“戰況激烈程度，為解放戰爭以來所少見。”時任華野第9縱隊25師73團團長的孫同盛也非常感慨：“我團打過的蔣軍，其戰鬥力沒有超過74師的，比整編第11師、第5軍都強，不愧為蔣介石的‘禦林軍’。”當時第9縱隊一梯隊團傷亡較大，司令員許世友就命令將機關人員補入戰鬥部隊，投入一切可以投入的力量堅決攻擊。許世友在電話中還放了狠話：“你們師長當團長，團長當營長，營長當連長，帶頭衝！”
這次孟良崮之戰，也讓張靈甫見識了華野的炮火威力。粟裕命令將特種兵縱隊和各縱隊的榴彈炮、山炮等重炮集中起來，向第74師占據的山頭猛烈轟擊，勢如排山倒海。第74師的陣地在華野部隊的連續猛攻下遭到逐步壓縮，漸次蝟集到了東西向不過數平方公裏的狹小山頭地域內，人員密集，一顆炮彈就會造成較多傷亡。而且山上全是石頭，炸開的碎石四濺，更加大了傷亡，真是苦不堪言。張靈甫在先前的戰鬥中沒有和華野炮兵如此正麵遭遇過，未曾感受到華野部隊已大大提升了的戰鬥力。這回終於知道了，可惜再沒有他翻本的機會了。
眼看華野各攻擊部隊越逼越近，張靈甫真急了，連續向湯恩伯呼叫增援。實際上湯恩伯並非不賣力督促各路援軍來救張靈甫。15日一大早開始，他就接連電令黃百韜、李天霞、張淦等部迅速前進，為第74師解圍。當時張靈甫自己也還有點信心，對部下說：“湯司令指揮不動桂係部隊，指揮其他中央軍嫡係部隊應該是沒有問題的。”確實，湯司令想指揮桂係部隊是很難。張淦是白崇禧的愛將，麵對湯恩伯的緊急電令，一勁推說遭到共軍（側後牽製第7軍和第48師的華野第7縱隊）強大火力攻擊，損失較大，正惡戰膠著，當天抽不出兵力向孟良崮靠攏。令張靈甫想不到的是，中央軍嫡係部隊同樣不靠譜。
李天霞是個什麽樣的人大家都清楚，早在張靈甫部在汶河沿岸遇阻，他就打定主意要跑。14日淩晨，李天霞便不顧友軍安危命令第83師各部突然後撤了15至20公裏，把本應該由他保護的第74師後方基地垛莊給晾了，這才給了華野6縱以可乘之機。等到張靈甫在孟良崮被圍，李天霞不但不向前靠攏救援，反而上欺下瞞，指揮部隊在包圍圈外圍兜圈子，甚至越跑越遠。他倒是有理：“張飛（指張靈甫）不是頂有辦法的嗎？我李天霞平生不主張打硬仗，以少勝眾是為上策。”這實在是令人哭笑不得。當時華野第8縱隊在阻援時對第83師進行了襲擾，李天霞就借口遭到了共軍重兵攻擊，正奮力阻擊，以此來搪塞湯恩伯的查問。
黃百韜的第25師離孟良崮最近，隻有5公裏，第74師又暫歸他的第4縱隊指揮，黃百韜也不算是個打滑頭仗的人，按理他應該是賣力的。然而開始時黃百韜卻保存實力，隻派了1個旅前去解圍，主力則隱蔽未動。張靈甫向他喊話時，黃百韜竟然還引用曾國藩的話教育張靈甫要“先求穩當，次求變化”。等張靈甫急了，黃百韜就讓部隊向孟良崮打出一陣炮彈作為應付。就這樣，因為第25師出動的兵力不足，難以撼動華野部隊西南側的防線。國民黨軍隊中“勝則爭功，敗不相援”的一幕又出現在了孟良崮戰場上，真是叫張靈甫和他的蔣校長情何以堪！
打到15日下午，麵對蔣介石親自對第25師下的嚴令，再加上部下提醒，黃百韜終於又增加了1個旅前去解圍。當時葉飛第1縱隊方向的戰鬥空前激烈，一個連級陣地每日都要落下上千發炮彈，指戰員們在被烈火洗過的陣地上與解圍之敵浴血拚殺。這樣打下來，葉飛既要集中兵力參加攻擊孟良崮，又要擋住外圍前來救援的整編第25師、第65師，兵力使用上實在是捉襟見肘。在長達60公裏的對外正麵上，隻有1師指揮的4個團進行阻援，可謂壓力山大。黃百韜經過加強攻勢後，督促部隊反複爭奪連續突破覆浮山、蛤蟆崮、界牌等陣地，向前推進了5公裏，與第74師隻隔一座天馬山了。
此時1師師長廖政國已用上了所有的預備隊，手裏隻剩下幾個警衛員了。眼看著國民黨軍已爬上了天馬山半山腰，急得他心如火焚。就在這時，廖政國發現有一支部隊正沿山溝向孟良崮方向前進，立即將他們攔住詢問。原來這是友鄰第4縱隊10師28團的1個營，奉命跑步前進去攻擊孟良崮。廖政國也不管不顧了，說自己這邊情況緊急，要求該營聽他指揮阻擊敵人。對方的營長考慮了一下，決定為了整體利益執行廖政國的命令。虧了這個營上去，在最後關頭又將國民黨軍趕下山去，令黃百韜功敗垂成。解放軍的優良作風，在關鍵時刻得到了充分體現。打到黃昏，黃百韜不敢夜戰，以受到共軍萬餘增援部隊壓迫為借口，將部隊撤了回去。
15日當天，陳毅、粟裕接連指揮發動了三波強大總攻，都被第74師頑強擋住了，不要說上午解決戰鬥，打了一天也隻攻占了孟良崮外圍陣地。麵對四周國民黨軍越逼越近，如果不能及時攻下孟良崮，那幾十萬華野將士的命運是不堪設想的。陳毅和粟裕商量後，橫下了一條心，要不惜一切代價，堅決把第74師吃下去。鑒於當日攻擊中各縱隊間協同不夠，各自為戰的問題，決定由葉飛統一指揮第1、4、6、9縱隊，總攻孟良崮。再次總攻時間定於16日1時。
第74師也打得快山窮水盡了。當天在華野部隊的連續猛攻下，該師傷亡嚴重，外圍陣地全部丟失，被壓縮在東西3公裏、南北2公裏的幾個山頭上，人馬輜重皆密集擁擠在山頭、山穀中，麵對解放軍炮火覆蓋無所遁逃。更要命的是，因連續多日天氣幹旱，驕陽如火，山上的泉眼幹涸了，唯一的池塘也落到了華野部隊手中。張靈甫組織力量反擊了20餘次，也沒能奪回池塘。第74師官兵焦渴難耐，隻得殺馬飲血，甚至喝自己的尿，即使是女政訓隊員亦無法幸免……由於沒有水，需要注水降溫的馬克沁等重機槍也打不響了，導致阻擊火力大為減弱。山上的糧食吃光了，彈藥也消耗得差不多了。因為雙方陣地已呈犬牙交錯之勢，國民黨空軍轟炸助戰的效果很差，而且連續空投的物資大部分落到了華野部隊的陣地上。張靈甫曾嚐試著組織部隊向南和西南方向突圍，但都被華野第1、第6縱隊擋了回來，致使戰力越加衰竭。
影片中張靈甫命令集中炮火轟擊540高地掩護部隊突圍，還猛的一拳砸到了桌子上，給許多觀眾留下了深刻印象。實際上，那個時候第74師已隻剩部分迫擊炮等輕型火炮，炮彈也嚴重不足，根本打不出影片中的那種威勢了。到了這個時候，張靈甫的心也涼了，對部下表示：“看來我們又上了友軍的當了！”黃百韜來電詢問情況，張靈甫如此回答道：“大勢已去，幹到最後為止，希望各方麵的援兵能提前來最好，晚了就來不及了。”
16日淩晨1時，華野5個縱隊發起了第四次總攻。華野的猛烈炮火打到各高地上，但見四處硝煙蔽空，亂石橫飛，令人膽戰心驚。第74師傷亡慘重，傷員、非戰鬥人員、騾馬、輜重撒得漫山遍野，已呈整體混亂之勢。究是如此，第74師的抵抗仍非常頑強，與華野部隊反複爭奪著每一個陣地。外圍前來救援的各路國民黨軍也在蔣介石、顧祝同、湯恩伯的再三催促下，向孟良崮艱難推進，與華野阻援部隊激烈交戰。陳毅、粟裕高度關注戰局，每隔5分鍾就打電話向各縱隊詢問一次。粟裕還直接把電話打到了團一級，直接查問一線的戰鬥進展情況。陳毅則向部隊放了狠話：“你們打掉一千，我給你們補一千；打掉兩千，我給你們補兩千。誰打下孟良崮，誰就是英雄！”
這場驚天動地的大搏鬥一直打到了16日黃昏，彈盡援絕，饑渴疲憊，第74師縱是鐵打的部隊也終於垮掉了，最後全師盡墨。張靈甫和副師長蔡仁傑、58旅旅長盧醒在600高地靠近山頂的岩洞指揮部中死於非命，51旅旅長陳傳鈞、57旅旅長陳噓雲、參謀長魏振鉞、副參謀長李運良等將官被俘。
戰鬥剛剛結束，孟良崮地區即電閃雷鳴，大雨、冰雹傾盆而下。第74師盼了多日的雨水早不來，晚不來，偏偏這時候來了。大批被俘的第74師官兵真是欲哭無淚，此乃天要其亡呀！按照粟裕原來的計劃，在殲滅第74師後，還要乘勝擴張戰果，再打掉第25師或第83師。然而孟良崮一戰打得部隊實在太疲勞了，又沒有預備隊，加上東、西、南數路敵軍正全力向孟良崮方向圍過來，隊形密集不好分割。陳毅、粟裕遂決定不再戀戰，指揮各縱隊連夜脫離戰場，後撤到坦埠、馬牧池以北地區進行休整。等周圍國民黨軍終於推進到孟良崮後，戰場已被大雨洗刷幹淨，而整編第74則灰飛煙滅了。顧祝同等人震駭非常，隻得令各路人馬全部轉入防禦態勢。戰後，第一兵團司令湯恩伯被蔣介石撤職，黃百韜、李天霞也都受到了處分。張靈甫則被大肆褒揚。後來國民黨敗退到了台灣，還將張靈甫入祀了台北圓山忠烈祠。
解放軍軍史記載，在孟良崮戰役中，華野全殲了國民黨五大主力之一的整編第74師及整編第83師1個團，殲滅整編第25、65、83、48、11師一部，其中斃傷13000人，俘虜19676人，合計殲滅32676人；繳獲山野炮28門、步兵炮和戰防炮14門、輕重迫擊炮235門、輕重機槍987挺、長短槍9828支、火箭筒43具，以及大量彈藥、物資。同時華野部隊陣亡2043人，負傷9300人，加上其他減員，共計減員12189人。
另據國民黨《第一兵團蒙陰東南地區戰役戰鬥詳報》記載，此役“亡軍官1717員、兵11253名，傷官1392員、兵7479名，失蹤官167員、兵3315名”。這裏需要指出的是，華野殲滅的32676人明確包括了前來孟良崮解圍的國軍其他部隊人員，而不是單指第74師。根據國軍資料，第74師進入華東作戰9個月，減員在1萬人左右，但僅補充了3000餘人。孟良崮戰役前，又有榴彈炮營、留守處等單位離隊未參戰。因此，在孟良崮覆滅的第74師應在24000-25000人左右（其中又有少量在戰役中漏網）。如果按戰役俘虜的90%為第74師人員，約17700人。以第74師參戰數減掉被俘數，不可恢複損失約在6000-7000人之間。如華野部隊的減員也按類似方法計算，則雙方的戰鬥傷亡相差不多，從一個側麵也可略見兩軍的戰鬥力。
1952年，當地政府在孟良崮山腳下建立了一座烈士陵園，收集安埋了在這次戰役中犧牲的2859名烈士。截止到現在，烈士陵園共查到了2700餘名烈士的姓名。粟裕大將逝世後，也將一部分骨灰撒放在了烈士陵園裏。影片中的插曲《誰不說俺家鄉好》在當年可謂是膾炙人口，創作者呂其明、楊庶正、肖培珩等人正是在烈士陵園裏找到了靈感，你一句我一句地搭出了歌詞。歌曲完成後，又找了上海歌劇院歌唱演員任桂珍來演唱，在影片公映後立即紅遍了全國。2007年10月24日，中國發射了第一顆人造月球衛星“嫦娥一號”，衛星上搭載了31首歌曲，《誰不說俺家鄉好》名列之首，響徹太空。
在孟良崮戰役中被俘的萬餘名第74師官兵，後來有很多人加入了華野部隊。因為其優良的軍事素質，在日後的戰鬥中也多有出色的表現。
這裏有一個重要問題，張靈甫是怎麽死的。實際上，這也是一個著名的曆史羅生門，至今尚未有定論。戰史上通常有三種說法：一是被華野部隊擊斃；二是被華野部隊俘虜後遭幹部泄憤槍殺；三是命令下屬向他開槍自殺。其間的各方敘述資料頗多，讀者可自行檢索閱讀。筆者經過反複比較後，較傾向於第三種說法，因為其證據鏈形成相對最為可靠。
這一仗打下來後，陳毅如釋重負，感歎道：“嗨呀，這三晝夜總算是熬過來了！”“以後我兒子長大了，不能讓他帶兵打仗，這不是人幹的！”
膽魄驚人的孟良崮戰役，更成為了粟裕大兵團作戰指揮的經典力作。在當時的中共高級將領中，敢打這樣一仗的，粟裕是第一人。能成為共和國第一大將，是那麽容易的嗎！
影片在華野部隊攻占孟良崮後的歡呼雀躍中結束了，本文也該結束了。最後，用陳老總在戰後寫就的《孟良崮戰役》一詩來作為結尾吧：
孟良崮上鬼神嚎，七十四師無地逃。
信號飛飛星亂眼，照明處處火如潮。
刀叢撲去爭山頂，血雨飄來濕戰袍。
喜看賊師精銳盡，我軍個個是英豪
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