1947年5月15日，张灵甫向汤恩伯求援，汤恩伯说：“黄百韬、李天霞不是都快打到了吗？”张灵甫听后，气得破口大骂。 张灵甫的整编七十四师被解放军包围后，蒋介石大惊失色，除严令第一兵团司令官汤恩伯派所部救援外，同时让顾祝同飞去徐州绥署，抽调包括桂系第七军、“土木系”骨干整编第十一师等部队参与解围。 当时，距孟良崮最近的是隶属于汤兵团的整编二十五师（师长黄百韬）、整编八十三师（师长李天霞）。 第一兵团编组后，汤恩伯本来是将准备整编七十四师、整编八十三师编为一个纵队，由李天霞统一指挥。但张灵甫和李天霞互不服气，坚持请求归黄百韬指挥。 黄百韬名义上指挥张灵甫，但实际上，以张灵甫之跋扈，连汤恩伯都不放在眼里，又岂是黄百韬所能驾驭的。整编七十四师被围孟良崮后，黄百韬出了一身冷汗，他清楚，一旦张灵甫有事，他也难脱干系，所以在接到汤恩伯、张灵甫发来的电报后，当即率部向孟良崮方向进攻。 在各路前往孟良崮的援军中，黄百韬是最卖力的，他不顾伤亡，疯狂向解放军的阻击阵地轮番攻打，占领了浮山、界牌一线。 眼见就要和张灵甫会合，但解放军在天马山阵地顽强的挡住了黄百韬的攻势，黄百韬望着距离已不太远的孟良崮，只得哀叹不已。 至于李天霞，他早就想看张灵甫的笑话了。为了敷衍汤恩伯的严令，李天霞最初派出一个连冒充一个旅跟在整七十四师右侧后；之后，汤恩伯几番询问救援进展，李天霞不得不加派一个不足千人的残破的团，继续冒充一个旅。结果沂水西岸阵地被解放军攻占，张灵甫的一个旅被分割出去，不久就遭全歼。 善于推卸责任的李天霞，干脆做出姿态，表示将那个残破的团归张灵甫指挥，用这个来虚晃一枪，表示他的整编八十三师确实在增援张灵甫，连部分部队的指挥权都交给张灵甫了。而暗地里，李天霞却给团长罗文浪打电话，提醒要“多控制几条路”，并意味深长地补了一句“你懂得的！” 李天霞也许已经猜到了张灵甫的命运，整编八十三师居然悄无声息地向东收缩，与整编七十四师拉开了一段长长的距离。李天霞在师部悠然自得，一点也没有救援的急迫之心。 对此，汤恩伯一无所知，当5月16日，张灵甫向他求救时，他还让张灵甫放心，说李天霞的部队马上就打到了。 15日夜，待在山洞临时师部里的张灵甫，再次向汤恩伯呼救。 汤恩伯回复：“一定竭尽全力救援你们，但是，你们一定要向万泉山方向靠拢，否则救援部队的手伸不过来呀！” 张灵甫气愤的回电：“请司令官想一下吧，本部如果还有力量攻到万泉山，万泉山也不致失守了！” 这时，整编七十四师的阵地已经丢失了一半，全部人员龟缩在东西三公里、南北不到两公里的狭长地带。官兵、马匹、辎重全部暴露在山下数公里外解放军的炮口下。 整编七十四师的高级军官们也顾不得张灵甫的面子了，纷纷出言指责他不敢把部队带到山上去，因为山上水源短缺，连暂时可以补充水分的树叶、野草也极少，因为全是岩石。 国民党从徐州飞来的运输机将水囊、粮食、罐头、弹药空投下去，大多数却落在解放军那边。整编七十四师官兵饥渴难耐，疲困不堪，大部分已丧失了斗志。 16日上午，整编七十四师师部所在的洞口落下了炮弹，解放军已经快攻到山上了。 张灵甫对参谋长魏振钺说：“把靠我们最近的共军击退。” 魏振钺出去收拢了一千多人，由他亲自率领扑向前沿，向解放军发起反扑。经过一番激战，魏振钺带去的人或死或被俘，俘虏群中的魏振钺主动向解放军战士说：“我是整编七十四师参谋长魏振钺少将，请求贵军优待。” 到了中午，解放军指战员从四面八方向上冲击，外面的喊杀声传到了张灵甫的师部，令山洞内的高级军官们胆战心惊。 这时的蒋介石、顾祝同、汤恩伯还不断发电，催促各路部队救援孟良崮。而山洞内的张灵甫已经绝望，命令洞内的高级军官们与他一起自杀。 在决定自杀前，张灵甫先是致电蒋介石，控诉友军见死不救。特别指出李天霞没有遵照汤恩伯命令派出部队掩护整编七十四师右后侧，实为战败主因。然后，张灵甫把师部副师长以下、团长以上的军官姓名列出，说要集体自杀。 张灵甫的电报发出后，副师长蔡仁杰、五十八旅旅长卢醒大哭，不肯自杀。副参谋长李运良假装自杀，弄得满脸血污，卧在石洞外装死。 下午五点左右，整编第74师覆灭，张灵甫之死有自杀和被击毙两种说法，国民党为了宣传需要，一直用的是自杀这个说法。 孟良崮战后，勃然大怒的蒋介石将第一兵团司令官汤恩伯撤职，整编二十五师师长黄百韬撤职留用，整编八十三师师长李天霞押解徐州接受军法会审。 这个看似极为严厉的处理，其实就是个笑话。救援出力最多的黄百韬，差点被杀头，“撤职留任”还是老长官顾祝同的求情下从轻处理的，这个处分，一年后才撤销。而汤恩伯不久后就成了陆军代总司令，李天霞托关系走门路，花了上百根金条后，被无罪释放，恢复军职。
