张灵甫口出豪言，说74师要在孟良崮为历史写上浓重的一笔。蒋介石接到张灵甫决定上孟良崮吸引共军主力的电报，又惊又喜，当即命令顾祝同、汤恩伯全力配合张灵甫。华野主力缩小包围圈，向张灵甫发起攻击，沈振新也率军来到孟良崮下，参加对张灵甫的围攻。蒋介石再次亲临徐州，部署这场大战。有他来督战，汤恩伯、李天霞都不敢耍花招，只得打起精神投入战斗。时逢夏日，烈日当空，山上缺水，张灵甫的部队苦不堪言。沈振新用上了司马懿取街亭的计策，派石东根的特务营去夺取孟良崮山上的水源，一下子抓住了攻打孟良崮的要害。是夜，石东根带领敢死队夺取了山上的水源，还抓获了几个俘虏。顾祝同的大军全线压上，形成包围与反包围的态势。黄伯韬和李天霞在蒋介石的压力下，也拼命进攻，想与张灵甫汇合。张灵甫则与沈振新打得难解难分。