1947年3月，国民党军放弃了全面进攻解放区的作战方针，改为集中优势兵力重点进攻陕北和山东的解放区。其中，进攻山东的国民党军约45万人，由陆军总司令顾祝同指挥，稳扎稳打，行动谨慎。
面对这种情况，中央军委对华东野战军下令：如今敌军密集靠拢，不能性急，要静待时机。陈毅和粟裕遵照指示，将主力部队后撤至莱芜、新泰以东，等待作战时机。
顾祝同见华东野战军后撤，于是下令三个兵团向博山、沂水一线靠拢。
第一兵团司令官汤恩伯不待其他两个兵团统一作战，便急令整编第74师于5月11日进攻坦埠，企图趁机占领沂水至蒙阴的公路。
华东野战军司令员陈毅和副司令员粟裕研究决定，集中5个纵队的优势兵力，在坦埠以南、孟良崮以北的山区歼灭国民党的整编第74师。
经过两天的鏖战，华东野战军的5个纵队于5月15日形成了对整编第74师的包围，战斗持续到16日上午，全歼整编第74师以及援军一部，歼敌三万余人。整编第74师师长，一代名将张灵甫被击毙，孟良崮之战至此声震四海。
孟良崮一战，极大地打击了敌人的嚣张气焰，鼓舞了解放区军民获取战斗胜利的信心，也极大地配合了其他解放区的作战。
张灵甫被击毙的消息传到南京，蒋介石极为震怒，当着众人的面，让对此战有着不可推卸的责任的汤恩伯跪下，举起手中的手杖劈头盖脸地打下去，打得汤恩伯头破血流，场面相当难堪。
汤恩伯因对孟良崮之战负有主要责任，被革职查办。但是两个月后，正当用人之际，蒋介石再次起用了汤恩伯，让他代理陆军总司令。
1948年年底，汤恩伯奉命凭借长江天险固守南京和上海等地，结果他的主力部队在渡江战役和上海战役中几乎被全歼，后率残部溃退至厦门。
1949年10月，汤恩伯丢失了厦门以后，由金门赴台湾，在台北总统府任职。
1954年6月29日，汤恩伯在日本治病期间去世，年54岁。
