1947年5月15日，张灵甫向汤恩伯求援，汤恩伯说：“黄百韬、李天霞不是快打到孟良崮了吗？” 张灵甫听后，气愤的说：“李天霞就派了一个团。” 不久前，张灵甫的整编74师在李天霞的整编83师、黄百韬的整编25师侧翼掩护下，自垛庄北进，试图攻占坦埠。 14日，当张灵甫准备继续执行进攻坦埠的计划时，却得到了天马山等地被解放军攻占的消息。 张灵甫召集主要军官开会，他否决了大部分人主张突围的提议，采纳了副参谋长李运良“全师上山、中心开花”的方案，下令师主力向孟良崮集结，试图利用山地的险要地形，固守待援。 整74师是蒋军“五大主力”之一，南京的蒋介石得到消息后，严令在山东前线的第一兵团司令官汤恩伯即刻救援。 老蒋还不放心，派“陆军总司令”顾祝同坐镇徐州，抽调王敬久第二兵团、欧震第三兵团的部队，赶赴孟良崮战场。 第五军、整11师距离孟良崮的距离近二百里。桂系第7军，距离孟良崮约九十多里，距离不远不近，若强行军，一天还是可以赶到的，但军长钟纪担心被围点打援，并未出动主力，只派了两个团去打前站。钟纪叮嘱两个团长，要做足救援的姿态，可若遭遇解放军的阻击，切不可硬打。 各路援军中，能第一时间救援74师的，也就是李天霞、黄百韬了。 黄百韬是北洋旧军人出身，他是攀上顾祝同的关系，这才得以担任军事主官。老长官、靠山顾祝同在徐州坐镇，因此黄百韬的救援还是积极的，可以说是各路援军中，打得最卖力的一支。 不过，整25师在占领了浮山、界牌一线后，被解放军顽强的阻击在了天马山一线。天马山位于孟良崮西北方向，离孟良崮只有不过四里的距离，但整25师再难前进一步。在前线的黄百韬，望着孟良崮方向，哀叹不已。 相比黄百韬，李天霞就是明显的消极怠工了。此前，在接到掩护整74师侧翼的任务时，和张灵甫有嫌隙的李天霞就不大情愿，只派出实力最弱的罗文浪团，伪装成一个整编旅的番号，以敷衍汤恩伯和张灵甫。 74师向孟良崮败退时，李天霞打电话暗示罗文浪把部队撤回来。罗文浪深知李天霞心狠手辣，担心回去后会被当成“救援不力”的替罪羊，牙一咬，干脆带着全团跟着74师一同上了山。 张灵甫对罗文浪的这个举动，倒是颇有些感动，将罗团划归74师的58旅旅长卢醒节制，表示等战事结束后，会将罗团正式要来，并让罗文浪当副旅长。74师覆灭在即，这种“空头支票”是毫无意义的。 除了罗文浪团主动进入孟良崮外，李天霞的25师再无大的动作，一副作壁上观的姿态。 15日拂晓，解放军攻占垛庄，彻底截断了74师的退路。到了下午，张灵甫见山上的水源断绝，不仅二万多人的饮水出现严重问题，水冷式重机枪也因缺水，难以使用，这才意识到问题的严重性，一改此前的骄横，连连去电汤恩伯，央求速派援军。 汤恩伯被张灵甫连番电报弄得心烦意乱，忍不住回电说：“张师长，你部也要向万泉山方向攻击前进，以便和救援部队会合。” 张灵甫气冲冲的说：“我要能把丢失的万泉山夺回来，何必讨要援军呢。” 整74师的高级军官们，在这种情况下，也就不再顾忌张灵甫这个师长的面子了，纷纷出言指责，有人更是公开说：“把重武器丢掉，部队拉上山，这算哪门子中心开花？” 还有人说：“三国的马谡带兵上山，被人嘲讽了上千年，不想却在74师身上重演了。” 因缺水，74师官兵纷纷去找可补充水分的的树叶、野草，但孟良崮山上尽是大块的岩石体，树木、野草并不多。为了解决74师的补给，顾祝同亲自督促空军，向孟良崮空投以水囊、罐头为主的物资，但74师败的太快，仅存的阵地又和解放军的阵地犬牙交错，物资大部分落到了解放军这边。 16日，解放军对孟良崮发起最后的总攻，激战至下午，攻占主峰阵地，74师师长张灵甫、副师长蔡仁杰、58旅旅长卢醒等人或被打死或自杀，参谋长魏振钺、副参谋长李运良、51旅旅长陈传钧、57旅旅长陈嘘云等人被俘。 李天霞这边，担心74师被歼灭后，83师会成为下一个打击目标，下令部队向东收缩，离孟良崮越来越远。 整74师覆灭，让老蒋大为光火，声言要枪毙几个作战不利的将领。黄百韬是老蒋点名要杀的人，不过他在军事检讨会上，拿出了25师在救援中损失巨大的证据，加之顾祝同、汤恩伯的斡旋，最后落了一个“撤职留任”的处分。
