第一纵队两个师歼灭敌整编第二十五师一部，第二、第六、第八纵队各一部扫荡整编第八十三师残部。后发现敌援兵靠近，决定不打敌第二十五师和第八十三师，全军休整待机。5月16日亥时，将上述部署电示华野各纵队。
同日中共中央军委致陈毅、粟裕电指示：作战期内及时报告第一线敌情，用AAAA级电。
5月17日中共中央致陈毅、粟裕、谭震林请转全体指战员电：“庆祝你们歼灭进犯军七十四师的伟大胜利”。同日又电：“歼灭七十四师极慰”，指示集中最大兵力再歼第二十五师、第八十三师。
同日午时，与陈毅发出致中共中央军委电，报告北线之敌第五军、第七十五师、第十一师、第九师、第二十五师、第六十五师均南援，第八十三师、第七师靠拢北援，原定连续作战的计划已不好实施，决定移沂蒙路以北地区休整待机。中共中央军委于5月18日复电指示：“歼灭七十四师后，因敌援兵已靠近，适可而止，停止攻击二十五、八十三两师，全军集结休整，待机再战，处置甚妥。”同日酉时又电指示：北面应有八个纵队，以使攻潍打援时有充足兵力。
同日发出华东野战军关于庆祝孟良崮战役胜利的指示，指出：“孟良崮战役的胜利，是华东战局开始转变的关键。由于敌人的恐慌与部署错乱，造成我们歼灭更多敌人、争取更多胜利的机会，将迫使敌人停止进攻，处于被动，我军可从此开始争取战争主动权，进入反攻。同时，此役的胜利，配合陕北、晋冀鲁豫、晋察冀、东北等战场的蓬勃发展的反攻，成为全国战局上大转变的开始。”
同时指出：“敌人创伤虽重，但他还有相当力量时，还是继续反扑，今后仍要有严重斗争。不能因此次战役的胜利，而产生盲目乐观、骄傲轻敌等现象”。“我们如以歼灭七十四师的态度去打其他的进犯的蒋军，谨慎小心，羊子当作虎打，就胜利更快、更彻底、更漂亮”。
5月20日华东野战军指挥部在山东沂水县大崮峪召集各纵队首长汇报，总结孟良崮战役经验。在讲话中指出：这一战役是一次硬仗，也是关键的一仗。
战役组织指挥上的主要经验是：在敌大军密集、多路稳进向我军形成包围的严重形势下，我军如何化被动为主动，如何选择打击对象和出击时机。在敌人重点进攻的高峰期，集中兵力捕歼位于敌军密集队形中央的第七十四师，砍掉了敌人一支最强的骨干力量。
同日毛泽东发出致林彪、高岗并告朱德、刘少奇电，指出：“在全国各区中，就经济论你们占第一位；就军力论你们已占第二位（山东为第一位）”。“关内方面，我苏鲁军负担最大，在他们面前，集中了三十二个整编师八十五个旅（包括被歼者在内），直至此次歼灭七十四师，才使敌人进攻发生了困难，今后再歼二三个师（军），即可转入全面反攻”。“总观全局，目前大部分地区已转入反攻作战。只待山东再打一二个胜仗，即可转入全面反攻”。
同日新华社发表时评《祝蒙阴大捷》，指出：“华东人民解放军和华东解放区的人民，在全中国人民的爱国自卫战争中，担负的任务最严重，得到的成就也最荣耀”。“这次蒙阴胜利在华东人民解放军历史上更有特殊意义，因为：第一，这是打击了蒋介石今天最强大的和几乎唯一的进攻方向；第二，这是打击了蒋介石的最精锐部队（四五个精锐师之一个）；第三，这个打击是出现于全解放区全面反攻的前夜”。
5月22日中共中央军委致陈毅、粟裕、谭震林、陈士榘、张云逸、饶漱石、邓子恢、黎玉并告刘伯承、邓小平电，指出：“歼灭七十四师，付出代价较多，但意义极大，证明在现地区作战，只要不性急，不分兵，是能够用各个歼击方法打破敌人进攻，取得决定胜利。而在现地区作战，是于我最为有利，于敌最为不利。现在全国各战场除山东外均已采取攻势，但这一切攻势的意义，均是帮助主要战场山东打破敌人进攻。蒋管区日益扩大的人民斗争，其作用也是如此。
刘邓下月出击的作用也是如此。而山东方面的作战方法，是集中全部主力于济南、临沂、海州之线以北地区，准备用六七月时间（五月起），六七万人伤亡，各个歼灭该线之敌。该线击破之日，即是全局大胜之时，尔后一切作战均将较为顺利。”下一步行动，或攻潍打援，或先打第五军，“望你们从长考虑，分析利害电告”。5月27日又电示：“应集中兵力于待机位置，待敌行动判明后，再定歼击何部”。
5月28日华东野战军前委在山东沂水县坡庄召开团以上干部会议，讨论如何彻底粉碎国民党军的“重点进攻”，为转入反攻创造条件问题。会议历时六天，于6月2日结束。
5月31日与陈毅、谭震林、陈士榘联名发出致中共中央军委、刘伯承、邓小平电，报告：据检查证实，第七十四师师长张灵甫，于5月6日下午2时，在其藏身的石洞内，被我第六纵队特务团副团长何凤山击毙。
同日与陈毅、谭震林发出致中共中央并刘伯承、邓小平电，请示刘伯承、邓小平军是否按原计划出击，以便布置配合作战（中共中央军委原定华东野战军在6月10日以后配合刘邓军大举出击）。中共中央军委于6月1日复电指示：
“（一）无论刘邓是否按原定时间行动，你们和刘邓之间在目前阶段上均只须作战略配合，不须作战役配合。你们的战役作战应完全单独进行。（二）在情况许可（即确有胜利把握）条件下，我们希望你们于六月上旬及下旬各有一次战役作战。”
6月2日刘伯承、邓小平致中共中央军委和刘少奇、朱德电：根据目前的敌情和部队的情况，部队于6月10日出动实来不及，为避免仓促行动，影响今后任务，建议推迟于月底准时渡河。中共中央军委于6月3日复刘伯承、邓小平并告陈毅、粟裕、谭震林、朱德、刘少奇电，“同意本月刘邓野战军全军休整，渡河时间推迟至月底”。
6月3日午时，华野致中共中央军委电，提出新的作战计划。中共中央军委于6月4日复电指示：“江午电悉。完全同意你们所定作战方针，本月上旬充分准备，中旬作战，以干净歼灭五军及七十五师、八十五师共七个旅为目标。”
6月4日中共中央发出致各局各首长电，指出：“现在我军作战业已全部由战略防御转变为战略反攻”。一切大规模破坏铁路的行动应予停止。
6月5日与陈毅、谭震林、陈士榘、刘先胜联名发出华东野战军歼灭第五军等部于莱芜地区的作战计划。6月6日，与陈毅等率领华东野战军指挥机关向莱芜地区开进。6月7日，“重又印发第二个计划”。
6月8日与陈毅、谭震林发出致中共中央电：关于华东野战军前委名单的请示。中共中央于6月14日复电批准，以陈毅、粟裕、谭震林、陈士榘、刘先胜、唐亮、钟期光、刘瑞龙八人组成中共华东野战军前敌委员会，以陈毅为书记。
6月9日陈毅在国民党军第七十四师放下武器的将领座谈会上发表讲话。
参加座谈的将领说：“陈军长谈话真诚坦白，实在感动人。有机会很想见到粟裕将军，聆听教诲。”
6月11日华东野战军情报部门侦察得知敌情变化，第五军军部率两个师由莱芜南移，并与第八十五、第二十五师靠拢。决定改变部署，发出放弃攻歼第五军的计划，继续休整待机的命令。
6月13日中共中央发出致东北局及陈毅、粟裕、谭震林等电：关于保密问题的指示。指出：“以后凡中央密电发出之任何文件，凡未得中央许可者禁止印发”。“私人不得记录党政军机密事件及不得携带此种笔记本”。
6月14日毛泽东致朱德、刘少奇电，指出：“就全局看，本月当为全面反攻开始月份”。“山东自歼七十四师后，局面已稳定，现正计划新的攻势作战”。
6月15日中共中央军委电示陈毅、粟裕、谭震林：待敌情明了后再定行动。
6月18日华东野战军在山东沂源县南麻镇附近召开炮兵会议。在特种兵纵队司令员陈锐霆陪同下，与陈毅、谭震林检阅炮兵部队，观察炮兵实弹射击。
6月中旬蒋介石连续召开军事会议，并起用日本战犯冈村宁次为顾问，决定在山东战场采取“并进不如重迭，分进不如合进，以三四个师重迭交互前进”的战法，重新编组进攻兵团，将9个整编师（军）24个整编旅（师）的兵力，摆在从莱芜至蒙阴不及百里的正面，准备再次向鲁中山区进攻。
6月19日与陈毅等联名发出致中共中央军委电，报告山东敌情。中共中央军委于6月22日复电指示：“山东战事仍为全局关键。你们作战方针，仍以确有胜利把握然后出击为宜。只要有胜利把握，则不论打主要敌人，或打次要敌人均可，否则宁可暂时忍耐，不要打无把握之仗。”又说：“刘邓月底出击不变。”
6月20日中共中央军委致刘伯承、邓小平电，询问刘邓可否按原计划行动。
6月23日23时，与陈毅、谭震林、陈士榘、刘先胜联名发出致中共中央军委、刘伯承、邓小平、张云逸、黎玉、邓子恢电，报告国民党军队有集中9个师24个旅的兵力向沂蒙山区进攻的征候，判断敌人企图“逼我向东北撤退，或求得一次消耗战”。“为击破其企图，决将主力向东南移动，以围攻桂系，吸引整九、五十七师增援而歼之”，于28日后开始战斗。中共中央军委于6月24日复电指示：“在目前情况下，你们决心围攻桂系，争取打援，计划甚好。惟如蒋系不援或增援甚缓时，你们须有决心将桂系歼灭，方能打开局面。”
6月25日国民党军开始向鲁中山区进攻。主攻方向集中第五军、第十一师、第六十四师、第八十五师、第二十五师、第六十五师共六个整编师（军）自莱芜至蒙阴之线东犯，另以桂系第七军、第四十八师、第七十五师、第九师为二线兵团缓缓跟进。助攻方向，以第四十五、第八、第五十四师向周村、临朐、高密推进。
6月26日与陈毅召开华野纵队以上干部会议，决定暂缓执行打桂系的作战计划，视敌人进攻形势再定行动计划。6月28日，向中共中央军委报告：敌重兵密集靠拢，进攻沂蒙山区，歼灭桂系不易，决以一个纵队攻占费县，以四个师控制临蒙线，其余主力集结待机。中共中央军委于6月29日复电指示华东野战军分路出击：以两个至三个纵队出鲁南，以两个纵队出鲁西泰安以西以南各地，以四个纵队监视正面之敌。指出：“以上方针是因敌正面既然绝对集中兵力，我军便不应再继续采取集中兵力方针，而应改取分路出击其远后方之方针”。
同日与陈毅、谭震林等发出致中共中央军委、刘伯承、邓小平电，报告华东野战军一年自卫战争战绩。
6月30日与陈毅、谭震林决定立即执行中共中央军委兵分三路的指示，由叶飞、陶勇率领第一、第四两纵队越过临蒙公路向鲁南挺进，由陈士榘、唐亮率领第三、第八、第十纵队经莱芜向鲁西挺进，陈毅、粟裕、谭震林直接指挥第二、第六、第七、第九纵队和特种兵纵队集结于沂水、悦庄公路两侧待机出击，以配合刘邓军行动。当天将这一部署上报中共中央军委，并下达各部执行。中共中央军委于7月2日复电指出：“布置甚好，惟莱芜距敌主力甚近，陈士榘所部似以越过莱芜直打泰安及其南北之线为宜。得手后收复肥城、东阿、平阴、宁阳、汶上、济宁，与刘邓直接联系。尔后并应准备出鲁西，与刘邓协同打陇海路，出淮河，展开新局面。判断蒋方七天或十天内必改变部署，以主力一部回到兖泗，阻止我军与刘邓会合。因此，我军必须在七天或十天内，以神速动作攻取泰安南北及其西方、西南方地区，打开与刘邓会师之道路”。
同日刘伯承、邓小平率晋冀鲁豫野战军在山东张秋镇至临濮集之间突破国民党军的黄河防线，随后发起鲁西南战役，揭开解放战争战略进攻的序幕。
7月3日中共中央军委电示陈毅、粟裕、谭震林并告刘伯承、邓小平：
“你们西进、南进之五个纵队，应以攻占泰安至临城全线尽歼该线之敌为第一目标，胜利后再攻占该线以西各地。如行动迅捷可能达此目的，与刘邓打成一片。”
同日与陈毅、谭震林电示仍在博山以南的陈士榘、唐亮及第三、第八纵队：望即遵中央电示直攻泰安及以西地区，愈快愈好。
同日13时，与陈毅、谭震林发出报中共中央军委并华东局电，提出以三个纵队袭取新安镇、郯城、马头一线，歼击敌第五十一师，调动桂系及第二十八、第四十八等师增援。中共中央军委于7月4日18时复电指示：“为顾及后方可能被敌侵扰，攻击郯马、新安镇之任务，在目前数日内可做积极准备，待我西进两路在津浦打响，正面之敌开始后撤时，立即执行”。“五十一师歼灭后，你们应准备以两个纵队直下淮北、苏中，打开局面。北面留下两个纵队，迅速移至胶济线，准备打八军”。“这样四路分兵打敌后路，对于敌之主力完全不理，是因为正面之敌极端集中，没有好打机会，故应采取先打弱敌，后打强敌，你打你的，我打我的（各打各的）方针，完全主动作战，将敌抛入被动地位”。
7月4日11时，与陈毅、谭震林发出致中共中央军委电，报告：国民党军主力向东里店、沂水、坦埠前进，第八军由昌乐、潍县进逼临朐。因此改变南攻新安镇、郯城、马头计划，“以主力首歼灭顽八军（即整编第八师）一部，逼其后退，待敌主力进至东里店、坦埠时，我则攻占鲁村、莱芜之线。陈唐兵团亦可配合此一战役，尔后与刘邓兵团造成衔接之势”。7月5日下午，整编第八师第一六六旅撤出临朐。华野准备打第八师的部队停攻待命。中共中央军委于7月6日电指示：先打八军极为正确。
7月5日中共中央军委致陈毅、粟裕、谭震林电，指示：“为吸引正面之敌向东，不使后撤太快，便于我西进两兵团取得胜利，同时保护后方，请考虑以足够兵力歼击由潍县向临朐前进之八军，并相机攻取潍县，而将南进计划推迟一步。”
同日酉时，与陈毅、谭震林、刘先胜联名发出致陈士榘、唐亮并告刘伯承、邓小平、中共中央军委电，指出：敌军主力一部可能西援，你们必须迅速西进。如泰安不易攻下，则先将铁路以西地区打开，攻占东平、东阿、肥城、宁阳、汶上等地。7月7日，陈唐兵团第三、第八、第十纵队向津浦路万德至大汶口段之敌发起进攻，7月8日攻克泰安城。
7月7日叶飞、陶勇兵团第一、第四两纵队攻克费县，全歼守敌整编第五十九师之第三十八旅，并击溃整编第七十七师一个旅，俘少将旅长以下1100余人。
同日午时，与陈毅、谭震林联名发出致中共中央、刘伯承、邓小平、华东局并告陈士榘、唐亮电，报告：第一、第四纵队攻克费县，陈士榘、唐亮率领到第三、第八、第十纵队明晚开始攻击泰安。中共中央于7月10日发出贺电：“庆祝攻克费县”。
同日酉时，与陈毅联名发出致中共中央军委电，报告攻克费县、歼灭敌第三十八旅情况，决定迎歼由东里店东犯之敌第二十五师、第六十四师等部。中共中央军委于7月8日复电指示：“虞酉（7日酉时）电部署甚好。”
