凌晨4时，处于黎明前的黑暗，一片漆黑。敌人的火力封锁突破口和城墙，第5连指战员不顾危险，置生死于度外，坚决执行突入城内的艰巨任务。副指导员庄兆谦率领第3排首批下城，他们从15米高的城头上，以二丈五尺长梯系了一根一丈长的粗绳索，垂直地放溜下去。地面看不清，7班长王可露第一个翻身下了城头，紧握绳索滑下去，当他滑到绳索尽头时，突然发现长梯已被敌人放倒，身体悬空离地约5米左右。在此千钧一发之际，他毫不犹豫地跳下地面，接着2名战土也奋勇跳下（其中一名跌昏了）。绳索被击断了，2排战士们心如火焚，当机立断，结起绑布来代替绳索。可是长度还是不够，他们就不顾危险手握绑腿布索滑落，跳下地面。第5连连长孙瑞芝，坚决执行命令，他迅速果断地率领排指战员孤军作战，英勇击退了敌人多次疯狂反扑，相继攻占了20多幢房屋，前进了100多米，扩大了阵地。但部队也伤亡惨重，三面被敌包围，连排干部大部分牺牲或负重伤。这时，3排长杨学良挺身而出，主动代理连长指挥，利用两面水湾的有利地形，战胜了敌人围攻、炮击、火攻，仅以30余名战士，独立在城内坚持了20个小时，英勇顽强地击退了反扑之敌，一直坚持到兄弟部队进城。
5时20分，第27师已登城5个连（79团4个连、80团1个连），该师、团指挥员亲临突破口和城上指挥战斗，给予部队很大的鼓舞！
6时40分，陈金城作垂死挣扎，调集了1个团的兵力，在飞机炮火支援下，向我79团突破口发起进攻，企图一举歼灭我登城部队。
这时，我军能否攻克西城的关键在于能否坚守突破口，一旦击退敌人的反扑，就会加速敌人城防的崩溃，否则，前功尽弃，将导致攻城的失利。彭辉团长当即命令3营继续向西突击，以便取得友邻部队的协同支援。在城头上进行近距离突击，手榴弹发挥了很大的威力。
敌以6架飞机低空掩护几个步兵营向我军展开轮番攻击，情况十分危急，手榴弹像冰雹一样在敌群中爆炸，打乱了敌人队形，趁敌混乱之际，我英勇战土端着步枪展开白刃拼搏，但是，第三号突出部已被敌人占领，第二号突出部正遭到敌人猛烈攻击，8连1排只剩下9名战士了，陶庸政委即命第7连冲上第二号突出部，激战至11时左右，该连被敌人由城墙上反击退回，接着又组织进攻，再度恢复了二号突出部阵地，重新固守了突破口。
第79团特务连归该团第2营指挥，该连紧随主攻连——第4连之后爬上云梯登上城墙。登城后第4连向左侧发展，特务连则向右侧发展。这时，连长吕世昌负了伤，离开了城墙，在激烈的争夺突破口搏战中，该连打退了突破口右侧敌人的多次反扑，并用包有辣椒面的小包炸药消灭了城上暗沟里的敌人。当接到2营教导员张中言布置的“用1个排配合第5连下城战斗”的任务后，指导员吕岳五在敌火力封锁下，组织指战员一个一个地用绑腿布连续起来追送下城，与第5连一起插入城内。特务连第一个争先下城的是3班长李亭西（战后被评为特等功臣）。经过一个晚上和白天的激战，城墙上特务连的指战员在敌人疯狂火力反击下大部伤亡，只剩下了几个人，指导员吕岳五高喊：“人在突破口在”的口号，鼓励大家。大家利用突破口爆炸坑道为守卫阵地，一直坚持到黄昏，为后续突击部队重新爆破城墙、扩大突破口攻人城内赢得了宝贵时间（战后该连荣立集体一等功）。
2营4连和特务连，在城墙上抗击敌人的反扑，伤亡大幅度增多，教导员张中言率领战士冲向敌人，不幸中弹牺牲。
营长孙宝珍愤怒的高喊：“守住突破口，为教导员和牺牲的同志们报仇！”与敌人展开了肉搏战。3营教导员孙洪文带着8连2排从东突破口前来支援，转危为安，他负伤不下火线，继续坚持指挥作战。敌人疯狂进行反扑，情况十分危急，经过激烈苦战，守住了突破口，歼敌900余名。
纵队主力第25师，第一次总攻失利，爆破手数次送炸药爆破城墙，均被敌出击洞侧射火力所伏击，送不上炸药，经过一夜的鏖战，仍徘徊于城下。第73团1营和师属特务营，扫除土围寨和地堡，在敌猛烈火力封锁下，在城墙下坚持战斗一夜，特务营2连5班长辛殿良（后选为战斗英雄）负伤两次不下火线，与3名负伤的战土打退了敌人十余次反扑，子弹、手榴弹打光了，取之于敌继续战斗。
天快拂晓，25师还未登城。
聂风智司令员焦虑不安，遂即打电话向许世友司令员建议：“为了迅速攻占西城，击中敌要害，应当机立断，必须以25师实施白天强攻登城，支援27师纵深作战。”
许司令员以其非凡的胆略和坚韧的毅力，洞察了敌我态势，立即同意他的建议。他铿锵有力地在电话上对聂凤智司令员说：“要表彰79团打得好！要命令73团、75团迅速在拂晓攻城，组织炮火掩护，坚决登上西城！”
谭震林政委也很赞同白天强攻登城，否则，再拖延十余个小时，79团的处境更加危急！
聂司令员当即向肖镜海师长传达许司令员的命令，要求不惜一切代价尽快地发起总攻！
第25师是胶东军区的老部队，该师主力73团创建于1937年12月天福山武装起义，前身是山东纵队5支队61团，参加过胶东、鲁中历次重大战役战斗，能攻善守，在攻坚平度城、胶县城和孟良崮战役中，发挥了重要作用。
该团在团长孙同盛的指挥下于上午11时30分发起猛攻，以1营担任主攻，3营在突出部左侧同时攻击，2营为预备队。1营营长董万华组织了特等射手十余名封锁住敌出击洞口，并以炮兵实施直接火力支援。城楼被打垮了，3连连长丁保民带领突击排进行爆破，仅用了3分钟就炸开了突破口，勇士们架起云梯，飞跃地冲上去，梯子长度不够，插了几把刺刀在城墙石缝中。第l排在13时30分爬上了城头。孙团长也随突击部队登上了城头，命令1营向城垣东侧发展，支援79团作战。当他看到西城大阁下敌炮火猛烈射击，转身下城指挥山炮、迫击炮向西城炮阵地实施压制、摧毁射击。接着孙团长又指挥第3营进行爆破扩大突破口，营长王玉芝率领“常胜连”——第7连向东侧攻击，锐不可当。
榴炮第3团集中火力向突破口猛烈射击，继将火力向突破口两翼城墙垛口实施破坏射击，并向北门偏东之嘹望塔射击，掩护步兵突击。当观察到步兵从突破口登城后，即行延伸射击东西街道及北门通向市中心的街道，支援步兵巩固突破口和发展进攻。其中一发炮弹落在敌反击营的中间，予敌拦击杀伤。
至14时30分，我白天强攻登城取得了成功，我73团登城1个营、75团登城1个排，红旗在城头上更加鲜艳夺彩，阳光照在战士们的钢盔上闪闪发光。14时40分，师属特务营1个连控制了“申怨楼”制高点，我军在西城获得了转折和依托。
16时许，第27师将突破口扩大，后续部队开始登城，17时，第三突出部复为我79团占领。
20时许，第73团全部、75团2个营、79团全部、80团1个步兵营从8个突破口突入城内，敌再次实施反扑已成强弩之末，我9个步兵营投人纵深巷战，取得决定性的胜利。兄弟部队也先后登城完毕，投入纵深作战。我攻占西城的部队已稳操胜券、继续聚歼守敌。
西海军分区独立1团配届9纵作战，该团攻打飞机场、廿里堡车站、徐家楼发电厂和执行截击东城突围敌任务中，严阵以待，共歼敌3500余人，俘获60炮56门、轻重机枪220余挺、枪支2200余支，子弹5万余发。这支地方武装战斗力在实战中获得了提高。
渤海纵队第11师18团担任主攻西城南门的任务，第17团为助攻，第19团为预备队；鲁中部队第4团在城南以东与敌对峙，积极作佯动攻击；第7师集结于都昌地区待命，准备执行阻击打援任务。
第17团进入阵地后，对新巷子西侧沟内暗堡发起两次攻击，均未奏效，即改用炮击、爆破协同攻击，将守敌40余人全歼于堡内。
第18团选择西城南门西侧为突破口，首先以炮火摧毁了正面敌15个地堡，尔后爆破了城外壕缺口三处。第17团组织了12个爆破小组，在平射炮掩护下，实施大规模强爆。该团4连刘全利身负40斤重的炸药包匍匐前进，全身多次受伤，一只脚被炸断，但他以英勇顽强的气概，忍痛用嘴拉燃了导火索，胜利地完成了爆破任务。
4月24日黄昏，渤纵第一线部队相继登城，于当晚在城南与9纵部队会合，第18团2营向城西北进击，歼灭张天佐残部一股；3营在城南突破口搜歼残敌，看管物资；第17团围歼顽敌300余人，于25日拂晓将其全歼。
我榴炮3团遵照师指挥所命令，集中火力向东门钟鼓方向和白浪河桥炮击，拦阻东门溃逃之敌。
陈金城见大势已去，犹如丧家之犬，遂率残部弃城乘吉普车东窜。
西城为我军全部占领，仅一昼夜时间，“固若金汤”的西城被攻克了，这一仗击中了敌人的“首脑要害”，进而“腹内开花”。紧张的攻城作战，从发起攻击到占领突破口，指挥所始终是处于极端紧张状态，直到纵队主力部队登城成功，投入纵深战斗。
聂风智向兵团首长报告：“白天强攻登城一举突破，纵深巷战发展顺利……”
我军攻占西城后，敌空军狂轰滥炸，企图消耗削弱我军战斗力，阻我攻击东城。
第11师将城区防务移交第9纵队，遂于25日晚集结于都昌地区，与第7师待命执行打援任务。
4月24日夜，兵团首长确定于26日黄昏，发起对东城的进攻。守敌已失去西城的支援和屏障，防御设施较弱，有利于我军对东城的攻击。
兵团作战部署是：以第9纵队担任主攻，依托西城向东攻击；以鲁中军区部队由城南配合攻击；9纵一部于城北实施佯攻；西海军分区部队于城东钳制，并准备围歼逃窜之敌。
许、谭首长再次召开了作战会议，要求参战部队再接再厉，稳打稳扎，戒骄戒躁，不轻敌、不盲动，抓紧25、26日两天时间，整顿组织，补充弹药、攻城器材，做好一切攻城准备。同时，迅速转运伤员、收容俘虏，打扫战场，维护西城秩序，实行战时军事管制。
榴炮第3团转移发射阵地至东城西南角，支援第25师攻击东城，于25日夜绕城30里路进至西城东南角、东城西南角和火车站东北角的三角地带，射击距离500米，已靠近白浪河西岸。
26日黄昏，在强大炮火掩护下，第9纵队25师、27师主力依托西城有利地形和城上炮火，居高临下，冲过白浪河，扫除外围障碍，向东城发起总攻。当晚按照预定作战计划，以25师位于庆城门以南、27师位于庆城门以北实施强攻。26师位于东城以北实施佯攻。西海部队于东城以东钳制守敌，相机攻下华丰公司，鲁中军区部队位于城南发起攻击。
当日18时我军开始炮火准备，19时30分发起总攻，至20时20分，各主攻部队皆打响了。炮火轰击城垣，混凝土飞扬，一片浓烟、火光，爆炸声此起彼落，震荡了夜空。
我27师80团在李启明团长、参谋长亚冰（即章尘）指挥下，于21时首先突破。该团1营1连在连长史洪田的率领下，于战前头一天黄昏涉渡白浪河，在夜幕掩蔽下抵近东城选择爆破点，埋伏在城边外壕河堤下，一直坚持了一昼夜。翌日黄昏迅速发起攻击，连续爆破成功，史连长奋勇指挥架梯登城，歼灭了城垣守敌，巩固了突破口，仅20分钟全连突进城内。
第73团主力占领朝阳桥以南20米处有利阵地，至22时10分，相继有2个营进入突破口，以勇猛的穿插投入纵深战斗。第80团1、3营和第77团2个营也迅速突人城内，发展顺利。纵队指挥所遂令27师由东关大街以北向东北猛攻，25师由大街以南向东与东南猛攻。77团沿大街向东发展进攻，该团团长王昆站在突破口指挥部队进城时，不幸中弹牺牲，他是一位年轻的指挥员，曾任师作战科长和纵队教导团团长。
23时45分，73团3营突破，拂晓时，第二梯队74团、81团奉命投入纵深战斗，75团奉命由庆城门向奎文门发展进攻，与鲁中军区部队相接迎，进行纵深巷战。
27日7时许，我各主攻部队已控制东关约1／3区域，继续压缩、歼灭敌军。10时，陈金城、汪安澜、张天佐、张景月等将校头目，感到孤城难守、穷途末路，遂率一部残兵败将向东突围逃窜，被我城外之第26师、西海军分区和鲁中部队迅速围歼、俘获。
攻城战斗已近尾声，顽抗之敌尚未肃清，位于东关大街的最东端，离东门不到一箭之地，耸立高约二丈的“三官阁”，残敌仍在负隅顽抗中。这是东关的制高点，大阁下面筑有1个大母堡、4个小于堡，可瞰制东关大街，阁上还放列4门山炮，这是东城最后一个坚固支撑点。担任攻击大阁的是73团3营第9连，战士们冒着敌人的炮火、机枪火力的封锁，进行了侧方爆破，第1排在火力掩护下发起攻击，并展开了政治攻势，终于迫使敌人缴械投降。第7连亦从南面迂回攻击，协同支援9连占领了“三官阁”，肃清了残敌。
张天佐、汪安澜率300余人于7时许由东门向南突围，出城不远，张天佐被我军击毙，这个罪大恶极的反动分子，落得个可耻下场。
陈金城妄图向仓上方向突围，电告王耀武：“战局危急，我向仓上转移，转至青岛派空军飞机前来掩护突围。”
上午9时许，国民党飞机飞临潍城上空，陈金城、陈霖、李友尚等率1000余人向城南方向突围。当逃到广文中学附近时，被我预伏的西海独立团部队截伏。敌穷途末路，改向东北方向逃窜，我西海1团进行围堵截击，将陈金城之卫队打垮，陈束手被俘。
东城战斗于27日上午11时结束。我军毙敌保安旅长张天佐以下5600余人，俘敌96军军长兼45师师长陈金城以下1．3万余人。
在我攻击潍城作战期间，敌增援部队东西对进，遥相呼应，但始终未能达到其援潍目的。4月23日我军发起攻击潍县西城时，敌援兵自邹平猛攻长山、周村，被我第7纵队19师、21师歼其一部。之后，我20师转至马尚、张店一带布置防御阵地，渤海军区新13师转移至邹平以北敌之侧翼，与敌展开游击战。25日敌75师攻，占长山，第73师占领马占，我军转移至张店以西阵地继续阻击。26日，潍城（西城）守军已濒近覆灭，敌援军除以一部向张店佯攻外，其主力轻装迂回金岭镇，企图袭占益都城。我第21师则以强行军先于敌军抢占辛店、淄河街，粉碎敌军袭占益都城的计划。
