华野指战员奋勇冲入敌群，直捣指挥中枢。敌人几万人马乱作一团，李仙洲的兵团总部也散了架。突然一颗子弹击中李仙洲的左腿，他拖着伤腿向北撤退。跑到离吐丝口约三四里的地方，因伤口流血过多，头晕得历害，摔倒在泥沟旁，于23日黄昏被俘获。
敌七十三军中将军长韩浚率领1000余名残兵向博山逃窜，逃至青石关西侧山头，被在博山西南集结待命的第九纵队截歼。敌人已成惊弓之鸟，完全失去了抵抗能力，乖乖当了俘虏，敌军长韩浚被俘。
莱芜战役打响后，早与共产党取得联系的敌四十六军军长韩练成在中共地下党争取下，于战役期间迟迟不进，使敌人南北夹击的计划难以形成，为华野北上集结争取了时间，顺利完成了战役包围。尤其在李仙洲部突围的关键时刻，接受华野敌工干部的秘密劝告，与在他身边做敌工工作的胶东军区联络科长杨思德，提前离开部队，放弃指挥。2月23日晨6时，敌第七十三军、四十六军及兵团指挥所的全部官兵已集结在莱芜城区，准备突围。这时杨思德已将韩练成藏于莱芜城东关一家饭店后院内。李仙洲寻找韩练成，不得不将原定早6点突围的时间拖至8点。
2月20日至23日下午5点，经三昼夜激战，李仙洲南进兵团指挥所、第七十三军军部及所辖7个师5.6万余人，除韩练成已投诚，第十二军新编第三十六师少将师长曹振铎逃回济南外，全部被歼灭。其中毙伤1万人，俘虏46805人。敌南进兵团23名将级军官被击毙或俘虏。解放军阵亡1459人，负伤2007人，其他减员388人。缴获各类火炮414门，掷弹筒139具，各种机枪2187挺，其他枪支15700余支，各种炮弹5.3万发，枪弹257万发，手榴弹20.8万枚，战马1027匹，电台27部，击落飞机4架，击伤8架。
在华东野战军主力于莱芜地区围歼李仙洲集团时，留南线担任阻击的部队，除华野第二、三纵队外，还有华野总部骑兵团、华东军区特务一团及鲁南十师、滨海地方部队，以及胶东、渤海等部队，都对当面敌人进行了有效钳制和顽强抗击，有力地配合了莱芜战役主战场作战。
根据中央军委、毛泽东电示，为积极配合华东战场作战，晋冀鲁豫野战军向陇海以南、以北地区出击。连克拓城、鹿邑、亳县、杞县、太康、睢县等10余座城镇，又以一个纵队攻击聊城，一个纵队钳制豫北当面之国民党军，阻其西线王敬久兵团不能东援，有力地策应了华东野战军莱芜战役作战。
五
莱芜战役的胜利，有力地粉碎了国民党全面进攻的战略部署，极大地鼓舞了解放区军民的斗争情绪，增强了胜利的信心，同时引发了国民党内部的恐慌不安，滋长了敌高级将领的悲观失望情绪，加剧了敌人内部矛盾。国民党国防部参谋总长陈诚被降职，徐州绥靖公署主任薛岳、副主任吴奇伟被撤职，徐州绥靖公署被撤销，军事机构开始崩溃。
