5月15日晚，粟裕憚于各路國軍的逼近，他總結這24小時的激戰，各部奮勇拼殺，付出重大傷亡，卻未能攻佔孟良崮，主因是五個縱隊各自為戰，缺乏統一的前線指揮。於是，粟裕任命一縱司令員葉飛（其心腹愛將）為前線總指揮，凡負責進攻的五個縱隊均由其統一指揮。

該命令引起九縱司令員許世友巨大反彈，他表示部隊犧牲重大，要求停止戰鬥。原山野將領有許多人視華野為外來者，不滿中共中央任命粟裕指揮山野部隊，而許世友便是其中代表人物。

對此，粟裕向陳毅暗示，孟良崮戰役若失敗，不服從其命令者將承擔主要責任；陳毅隨之發佈嚴令：“有退縮不前者、有保存實力者、有抗拒命令者，殺頭！成敗在此一舉，要不惜一切代價吃掉74軍，拿下孟良崮。那怕縱隊打光了，只要把敵人消滅也在所不惜。誰攻上孟良崮，誰就是英雄！現在只有衝鋒，後退就是死亡。”

粟裕命令葉飛，務必於16日中午12點前拿下孟良崮主峰。16日淩晨1點，葉飛一聲令下，如雨點般的炮彈砸在孟良崮主峰上。此時，74軍大部分官兵子彈、炮彈均已打光；其馬克沁重機槍由於是水冷式，而孟良崮連日無雨，因而戰鬥的第二天便已無法使用。此時的74軍，只能與共軍拼刺刀，肉搏戰。

比彈藥匱乏更絕望的是，孟良崮全山無水，烈日炎炎，戰場熾熱，無水無糧無彈，74軍已入絕境。而當初張靈甫敢於遵照蔣介石命令堅守孟良崮，便是寄望於空軍空投物資，及友軍及時來援。

16日上午8時，被各路國軍進展緩慢，無法靠近孟良崮而激怒的蔣介石，給各參戰部隊發出電示：“山東共匪主力今向我傾巢出犯，此為我軍殲滅共匪完成革命唯一之良機。凡我全體將士應竭盡全力，把握此一戰機，萬眾一心，共同一致，密切聯繫，協力邁進，齊向當面共軍猛攻，務期殲滅共匪，以告慰總理及陣亡將士在天之靈。如有萎靡猶豫，梭巡不前或赴援不力，中途停頓，以致友軍危亡，致共匪漏網逃脫，定必以畏匪避戰，縱匪害國，延誤戰局，嚴究論罪不貸！希望奮勉勿誤。”

而兵團司令官湯恩伯則聲淚俱下，哀求前線諸將領：“我張靈甫軍連日固守孟良崮，孤軍苦戰，處境艱危，我奉令應援各部隊，務須以果敢之行動，不顧一切，星夜進擊，破匪軍之包圍，救袍澤于危困，以發揚我革命軍親愛精誠之無上武德與光榮；若有徘徊不進、見危不救者，絕非我同袍所忍為，亦恩伯所不忍言也。”

在孟良崮之戰爆發之時，黃百韜25軍距離孟良崮6公里，而黃在13日便接到湯恩伯命令，要求其與74軍取得切實聯繫，然而，將近兩天的時間黃百韜寸步未前，直到14日晚接到蔣介石、顧祝同、湯恩伯等人的電令後，終於全力向孟良崮挺近。

25軍奮勇進攻，連克共軍一縱交界墩、界牌阻擊陣地，至15日上午，25軍打到天馬山下，翻越天馬山便是孟良崮了，負責在天馬山阻擊的葉飛一縱廖政國第1師，血戰至當日下午，已傷亡殆盡，粟裕乃命六縱張雲龍第16師增援天馬山，當16師到達天馬山阻擊陣地時，25軍的衝鋒部隊距離山頂已僅有30米，就是這最後的30米，黃百韜甚至親自帶隊衝鋒，直到次日傍晚，山對面的孟良崮槍聲全部停息，25軍也未能越過，而此時的他們距離孟良崮僅有1公里。

許多人說，這最後的30米，乃是天意。我竟無言以對。