陈毅大怒，说许世友不执行命令就撤了他。许世友只得服从。粟裕使出了致命的一招，命令沈振新迅速北上，占领垛庄，切断张灵甫的退路。沈振新得令后飞兵激渡，如神兵天降一般出现在垛庄。张灵甫得知共军攻打垛庄，他怎么也不敢相信这是共军主力，以为是粟裕搞的围魏救赵之计，一面向垛庄派去增援部队，一面加紧了对坦埠的进攻。为方便指挥，粟裕把指挥部转移到坦埠山区的老君洞里。丁善元亲自赶来向陈毅、粟裕汇报黎青落在张灵甫手里，沈振新不肯交换一事，陈毅和粟裕当即决定，必须把黎青换回来。沈振新那边传来信息，答应拿张小甫来交换黎青，张灵甫喜出望外，定下了计策。但在交换过程中，张灵甫耍了手腕，以两个村姑冒充黎青和红姑，张小甫目睹了这一幕，对张灵甫背信弃义的做法非常震惊。
陈毅忙中偷闲，自己跟自己下围棋。他围住了一块棋子，自言自语吃还是不吃。粟裕的心思完全在张灵甫那儿，随口回答，这是蒋介石五大主力里的王牌，硬吃是不行的，必须智取，而且一定要全歼。陈毅哈哈大笑，说粟司令这么看得起，我这盘棋身价不低啊，成了张灵甫，那我就不客气了，吃他个一粒不剩!陈毅的话似乎是个预言，此时华野的华野出力已完成了对张灵甫的包围，就等着来个瓮中捉鳖了。张灵甫感觉到危险在逼近，于是交给张小甫一个任务，让他去说服沈振新，把黎青还给他，条件是他悄悄撤出垛庄，张小甫一口回绝。张灵甫决定不打坦埠，就把部队守在孟良崮。把自己当诱饵，吸引华野主力，然后让顾祝同的大军把华野包围，内外夹击，一举全歼。
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。
此时，74师因为断水，士兵们口渴难耐，军心不稳，张灵甫当着将士们的面，喝下一碗马尿，以此激励斗志。他的壮举和决心令将士们动容，军心再次振作起来。张灵甫又令旅长卢醒亲自率军前去夺回水源。卢醒与石东根激战，双方消耗太大，都无力再出击。张灵甫又调来了援兵，眼看石东根坚守的阵地就要被突破，水源将重新回到张灵甫手里，恰好叶飞的一个营运送弹药经过，石东根不由分说把他们留下，并发动了冲锋，在最后关头打退了敌人。叶飞的一个营，回去的不到一个排，而且弹药全被石东根扣下。叶飞大怒，打电话骂沈振新，沈振新连忙向叶飞检讨，答应一定严肃查处石东根。但放下电话，他一个转身，却命令嘉奖石东根。
眼看局势严峻，张灵甫放下了高傲的架子，向顾祝同呼救，顾祝同命令离张灵甫最近的黄伯韬和李天霞去救援。黄伯韬为在蒋介石面前立功，倒很勇猛，但被华野主力死死阻击，前进不得。阴险的李天霞却为保存实力，却按兵不动。顾祝同亲自前来督战，却撞见李天霞煞有介事地在指挥部摆放了几十个瓶子，说里面装的都是氰化钾，是给他自己和敢死队准备的，要是救不出张灵甫，他和敢死队队员全部杀身成仁，以报效党国与领袖。顾祝同被感动得热泪盈眶。围攻孟良崮的战役进入关键阶段。黄伯韬拼死冲杀，有了进展。眼看包围圈即将合拢，蒋介石和顾祝同都又燃起了希望。让张灵甫再坚持一天，即可大功告成。张灵甫像打了强心阵，组织人马反扑。粟裕与陈毅都经受了空前的压力。
陈毅给纵队司令打电话，说你们只管攻上去，打掉一个师，我给你补充一个师，恢复编制。打到只剩一个人，我陈毅不要你们的脑袋，我拿我陈毅的脑袋向中央、向毛主席请罪。陈毅的大无畏气概鼓舞着全军将士的斗志，沈振新亲自上阵冲锋。阵地来回易手，双方均伤亡惨重。张灵甫陷入绝境，他低声下气地向李天霞求援，让他看在党国的份上，拉兄弟一把。李天霞却是见死不救，张灵甫气得摔了话筒，大骂李天霞。在蔡仁杰和董耀宗的劝说下，张灵甫最后下决心突围，他采用声东击西的战术，猛攻540高地。早把张灵甫研究透了的沈振新自然没上当，按兵不动，等张灵甫往385高地突围时，他拿出了杀手锏，命令石东根的特务营增援385高地。
石东根杀红了眼，光着上身，挥舞大刀与敌人展开白刃战。危急关头，团长刘胜带领人马杀到，打退敌人的进攻后，又冲杀上去。就在这时，一颗炮弹击中了刘胜。此时，黎青和红姑，还有张小甫被关在一个山洞里。在外面激烈的枪炮声中，黎青生下了一个男孩。张小甫和红姑一起为黎青接生，张灵甫突围失败。张小甫感觉走入绝境的张灵甫有可能杀害黎青，决定把她和孩子救出。他故意装出自己发病，将卫兵骗过来掐死，准备带着黎青和孩子，还有红姑离开。不料，张灵甫派警卫来找张小甫，张小甫只得跟着警卫离开。黎青自知无法逃出去，提前用沈振新送给他的包碎骨头的白布写了份血书，然后把这包碎骨头塞在孩子的襁褓里。。
黎青和红姑抱着孩子跑出去，蔡仁杰带着人马追杀。黎青和红姑开枪还击，但黎青身体虚弱，行走不便，眼看又要被抓回。危急关头，黎青毅然把孩子交给红姑，让她带着孩子逃命，自己把蔡仁杰等人引到了悬崖边。面对着包围上来的敌人，黎青镇定自若地拉响了手榴弹，壮烈牺牲。红姑抱着孩子眼见无路可逃，突然出现了“美人”的身影。沈振新命令石东根直插张灵甫的师部，石东根对着山洞猛攻，走投无路的张灵甫准备杀身成仁，手下都表示愿意追随。张灵甫让电台接通了南京，要与蒋介石通话。张灵甫先向蒋介石告李天霞、黄伯韬见死不救，表示他就要尽忠报国了。蒋介石默然无语，最后沮丧地对着话筒说了一句：祝你成功!
