9月21日，商埠战斗进入白热化阶段。
三纵、鲁中南纵队和十纵已经从不同方向靠近了济南外城最重要的两座城门：普利门和麟祥门。整编第二师拼死防守，双方在普利门正面逐条街巷地争夺。黄昏到来时，攻城部队突然向普利门和麟祥门一线猛烈开炮，整编第二师独立大队大队长瞿赓扬看见了令他惊骇的景象：
整个阵地天昏地暗，炮弹爆炸声、伤者的惨叫声、建筑物的倒塌声，合在一起犹如天崩地裂。一个半钟头后，圩墙内外，一片火海。这时解放军的指挥枪咯咯咯地在各方响着，响一次就有一次冲杀。其声势之大，攻击之猛烈，为内战中所罕见。“血流成河”这句形容战场的老话，用在当时普利门内外，也是十分恰当的。那里是血水横流，尸横遍地。
9月22日，商埠绝大部分地区已被攻占，只有个别坚固据点还在战斗，其中第二绥靖区司令部所在地邮电大楼是最顽固的据点。
此时王耀武的司令部已经转移到城内，但是邮电大楼里的守军仍在顽强固守。防守邮电大楼的部队，就是空运到济南的整编七十四师一七二团的7个连，由那个希望报答王耀武栽培之恩的刘炳昆团长指挥。刘炳昆到达济南后，王耀武把蒋介石送给自己的“中正”佩剑送给了他，这让他很是激动，当场刺破手指表示：“请司令官记住，我的老家是湖南长沙!”王耀武明白，刘炳昆准备付出生命。
刘炳昆到达阵地后，在电话里对罗幸理说：“万一阵地失守，请给我的妻子打个电报。”王耀武接过电话说：“你这种精神很好!只要有此精神，阵地就一定丢不了，给你妻子的电报也不用打，我立刻把你这种忠勇精神电报给老先生，保你为少将旅长!”
刘炳昆防守的地域，除邮电大楼之外，还包括附近的上海银行、中国旅行社和德国领事馆等数座大楼。
三纵司令员孙继先和政治委员丁秋生心急如焚，因为攻城指挥部的命令是：“务于22日午前，完全扫除商埠及城郊之敌。”
三纵开始攻击了，十几门掷弹筒连续发射榴弹，数支爆破队不惜伤亡连续爆破，邮电大楼高大的围墙终于被炸开缺口，突击队员从突破口拼死往里冲。
9月22日16时，二十九师把火炮直接推到楼前抵近射击，爆破组连续7次爆破了35公斤炸药，邮电大楼摇摇欲坠了。
攻城部队终于冲进大楼，在楼梯和各个房间开始最后的清剿。国民党守军利用能够利用的所有东西，搭建起阻击掩体进行最后的抵抗。督战军官们端着机枪在房间里扫射，逼迫士兵到走廊里作战。五连的9名战士冲进一个房间里，班长赵十顺发现一只铁皮柜子上架着3挺机枪，3名机枪手站在那里已经举起双手。这就是一七二团的指挥部。几十具尸体横陈在地上。在正中央的大桌子后面，椅子上垂头坐着一个人，腹部和头部都已受伤，胸口插着一柄短剑，血流了一地。最后时刻，刘炳昆用那把“中正”佩剑自杀了。
9月22日下午，商埠被攻城部队占领。王耀武的残余部队全部退守城内。
9月22日，面对越来越严峻的形势，蒋介石乘飞机亲临济南城上空，凌空督战。飞机在济南城上空盘旋几圈之后，蒋介石与王耀武通了电话。蒋介石用尽可能温和的声调问：“俊才，你在哪里啊?”王耀武仰望天空回答：“我在城内指挥作战。”蒋介石说：“你已经挫败共军的数次进攻，证明你的10万将士都是党国的忠勇之士，全国军民都希望你再次创建天下奇功。”王耀武说：“学生明白。”
济南老城分内外两城，内城套在外城里，无论内城还是外城都有高大坚固的城墙。王耀武认为，攻击商埠的作战已使共军遭受严重伤亡，至少需要三至四天的准备和恢复才可能再次发动攻击。
华东野战军攻城部队确实极度疲劳，减员来不及补充，伤员还没有全被抬下去，弹药和其他攻城作战器材也消耗严重。按照一般的作战规律，虽然不至于需要休整多日，但两天还是需要的。
