1948年9月24日至25日，中国人民解放军攻占山东济南，并俘虏山东省主席王耀武，济南战役结束。战役初期，很多人认为王耀武实力强劲，工事完备，必能久守，但济南国军的机动部队六万多人早在莱芜战役中全军覆没，致使王耀武守济南的军队不足，不得已只能重用吴化文。
至于吴化文，杜聿明曾说：“吴化文反复无常，表面服从而内心诡诈，靠不住，要注意他。”
9月19日，国军外圈防御的指挥官整编第九十六军军长吴化文在中共政治争取下率2万多人投降，并将济南机场和周围防区移交给了宋时轮、刘培善指挥的攻城西兵团部队。王耀武两次飞赴南京，要求撤出济南，但蒋介石认为济南必须守住，谴责王耀武。9月23日，济南外城已被解放军全部攻占。9月23日18时，许世友下达了攻击内城的命令，经过长时间的激战,解放军攻克重兵防守、工事坚固的济南。
此战，华东野战军以14万人攻城，18万人打援，打援兵力超出攻城兵力，受严阵以待的打援兵团所慑，徐州剿总3个兵团17万人未敢北上援济。国民党军伤亡22,423人，被俘61,873人，倒戈20,000人。解放军阵亡5,217人，负伤23,600人。解放军开创了夺取大城市的先例。周恩来后来说：“三大战役的序幕是济南战役。”
美联社1948年9月25日南京电称：“济南的强攻战，显示共军已不再惧怕直接攻击政府据有的阵地了”，“共军已变得强大到足可以攻击并可能攻克长江以北任何城市”。
时任国军参谋总长的陈诚在其回忆录中对此役评价如下：
戡乱时期的剿共军事，以三十七年九月下旬济南的失陷，作为一个转捩点。在此以前，可以说胜败之机，犹未大定，国军努力的机会，还有争取的可能。但在此以后，显然已成江河日下之势，狂澜既倒，无可挽回矣。......济南为山东心脏，济南一失，整个山东就全成了一块死棋，而打通津浦，连贯南北，遂全然绝望。......其在共军方面，既已掌握了山东，自可抽调山东的共军，转移使用于其他战场，于是无论东北、华北、华中，均将造成我军之力日消、敌军之力日长的趋势。
