膠東解放區位於渤海、黃海之濱，是華東野戰軍後勤基地和醫院集中地，戰略地位十分重要。蔣介石企圖透過「九月攻勢」早日結束山東戰事。
國民黨軍集結了包括整8師、整45師、整54師等在內的6個整編師和1個旅，總計20個旅的兵力，組成膠東兵團，由範漢傑任兵團司令官。
膠東兵團還配有重炮、工兵、裝甲車等精良裝備，以及憲兵、保安總隊等部隊，企圖徹底消滅華東野戰軍在膠東的勢力。
1947年8月，毛澤東為保衛膠東制定戰略，國民黨軍企圖透過海陸空全方位封鎖，將華東野戰軍東兵團主力逼至膠東半島尖端，並予以殲滅，達到摧毀膠東解放區，封鎖渤海港口，切斷東北、華北的海上通路的目的。
膠東阻擊戰：國民黨軍5個整編師向膠東腹地進攻，形勢嚴峻。膠東地區北、東、南三面臨海，西面國民黨軍攻勢強烈，膠東解放區腹背受敵，形勢異常嚴峻。
整8師、整9師、整25師、整64師、整54師、整74師第57旅、整45師，這些國民黨軍主力集結，分別從不同方向進犯膠東解放區。
沿途，國民黨軍肆意掠奪、瘋狂屠殺，無數幹部群眾慘遭殺害，手段殘忍，令人發指。 昌邑縣南部屠殺3467人，125戶家庭被殺絕；平度縣縣長李德元率還鄉團報復殺害幹部群眾5000余人。
解放區群眾憤怒不已，處處布雷，村村反抗，與主力部隊緊密配合，積極參與戰鬥。 膠東阻擊戰，膠東人民團結一心，協同主力部隊作戰，用20公裏長的地雷網成功阻止了國民黨軍的前進，陣前爆炸隊配合主力部隊，以600多顆地雷成功殲滅國民黨軍500余人。
膠東人民的英勇抵抗，粉碎了國民黨軍的瘋狂進攻，成功保衛了膠東解放區，贏得了膠東阻擊戰的勝利。
9月6日，國民黨軍第25師和第9師分別由南面和西面進攻平度，同時，第8師一部到達昌裏進行配合。第13縱隊第39師采取運動防禦戰術，連續三天三夜頑強阻擊敵軍，共擊斃1748人，自身傷亡343人。
9月8日，阻擊部隊放棄平度縣城，轉移到萊陽縣南的水溝頭，而第9師則占領了平度縣城。9月9日，第64師第156旅占領諸城，以保障主力側背安全。
當天晚上，譚震林率領第2縱隊、第7縱隊、第10師、獨立師和濱北軍分區等部，對諸城發起攻擊。9月10日，第7縱隊第19師攻占西關，第21師攻占南關。
敵軍憑借城壕進行頑抗，戰鬥陷入膠著狀態。第64師第131旅等部由高密縣迅速南援，我軍擔任預備隊的第2縱隊第6師投入阻擊作戰。
戰鬥持續到9月11日黃昏，為了避免遭國民黨守軍和援軍夾擊，攻擊部隊撤出了戰鬥，向諸城以南的仁蘭地區轉移。
這次戰鬥共擊斃國民黨軍1700余人，調動了高密國民黨軍南援，對膠東內線作戰起到了策應作用。第9師占領平度縣城後，主力向北進攻掖縣郭家店、鈴鐺山，配合第8師第166旅進攻掖縣。
第25師則向掖縣兩目山、祝溝方向進攻，保障第9師右側安全。9月11日，東兵團第13縱隊第38師第113團和西海軍分區獨立團在掖縣以南的鳳凰山、粉子山地區進行阻擊戰，共擊斃第166旅500余人。
9月13日，第166旅進占掖縣。9月15日，整54師在遭到南海軍分區部隊阻擊、付出傷亡700余人代價後占領即墨縣靈山。
9月16日，整54師第198旅配合整25師第40旅，在飛機和炮火掩護下，由西面、南面向萊陽縣水溝頭進攻。
我軍第13縱隊第39師進行頑強抵抗，擊斃敵軍2500余人後轉移到萊陽縣太平莊地區待命。9月18日，整25師在整54師協同下，占領了膠東解放區中心萊陽縣城。
整9師進占招遠縣夏甸，整8師進占招遠縣道頭鎮。許世友決定以第13縱隊第39師阻擊整9師，以第9縱隊殲擊道頭鎮整8師第166旅。
9月18日夜，戰鬥打響。9月19日晨，戰鬥結束，擊斃第166旅第498團大部、第496團第3營共2300人。
這是東兵團內線阻擊作戰中首次集中主力進行的一次反擊作戰，受到華東局的通令嘉獎。至此，膠東阻擊戰共擊斃國民黨軍1萬余人，對於穩定人心、安頓後方機關、埋藏物資、疏散幹部及家屬爭取了寶貴的時間。
9月24日，譚震林率第2縱隊、第7縱隊由諸城縣五蓮山區北上，進至濰縣岞山（今屬坊子區）以東膠濟鐵路線上。
範漢傑發現東兵團內線主力向西轉移後，認為膠東戰事已經「順利結束」，分兵輕進。整8師繼續東進，占領了黃縣（今屬龍口市）、龍口市。
9月29日，整25師占領福山縣（今福山區）。整25師占領福山縣後，國民黨軍開始分散兵力。許世友、譚震林決心發起膠河戰役，殲滅整64師於膠河西岸昌邑縣飲馬鎮地區。
10月3日，對整64師達成合圍，10月5日，東兵團攻占三戶山，殲整64師2個團，將該師主力包圍在範家集地區。
膠河反擊戰後，東兵團第2縱隊、第7縱隊、第9縱隊在諸城休整，補充糧食、彈藥、裝備。11月4日，許世友、譚震林率部進至膠濟鐵路以南、濰河兩岸地區，準備待機迎擊向濰縣西進的整9師。
同時，以第13縱隊在大澤山區鉗制整54師，配合主力殲滅整9師。
丈嶺街村碉樓，坐落在山東省昌邑市朱陽、濰坊市坊子區。11月6日，整9師由高密縣抵達昌邑縣朱陽、濰縣丈嶺。
由於偵察有誤，東兵團誤以為這只是整9師運送棉衣的兩個團，便命令第9縱隊由西南、第7縱隊由南急行出擊。結果未能分割包圍，而使該師得以有組織地占領昌邑縣大麻灣、小麻灣、塔耳埠、朱佛、尹家屯、濰縣丈嶺、劉河埠、萬家屯等村落據守。
11月11日，整64師由高密縣出動，沿膠濟鐵路西進，接應整9師。11月13日，整64師進抵朱陽以東地區。
這時，整9師在援兵策應下放棄西進，采用「交替掩護」戰法掉頭東逃。東兵團在昌邑縣大嶺、塔耳埠地區截擊，殲整9師1000余人。
11月15日，整9師退至高密縣城。此後，整64師留1個團守備高密縣城，主力掩護整9師繼續東撤。於是，東兵團由堵截改為追擊，令第2縱隊圍殲高密縣城守軍，第7縱隊、第9縱隊追殲東逃之國民黨軍。
11月19日，第2縱隊包圍高密縣城。11月26日21時，第2縱隊對高密縣城發起總攻。11月27日4時，我軍攻克高密縣城，全殲守軍整64師1個團及保安隊等共2300余人。
11月8日，擔任鉗制任務的第13縱隊包圍了由萊陽縣向海陽縣進攻的整54師主力。11月22日，範漢傑令位於平度縣的整54師第198旅經即墨縣靈山東援，以解海陽縣之圍。
鑒於整9師已靠近青島無法圍殲，而第198旅孤軍突出，許世友、譚震林決定舍整9師而圍殲第198旅。11月24日，第198旅進至即墨縣上仙遊、下仙遊、現子灣一線，被第9縱隊追上並包圍。
11月25日，第9縱隊2個團對現子灣第198旅4個營發起進攻。因對情報掌握不準確和輕敵，初戰受挫，形成對峙。
11月27日，範漢傑又調青島的整9師第76旅、整74師第57旅馳援。第7縱隊將第76旅包圍在即墨縣南阡地區，將第57旅阻擊在靈山一線。
11月28日，第7縱隊、第9縱隊各1個師會攻南阡，未解決戰鬥。範漢傑見海陽之圍未解，又有兩個旅被圍，便急調大沽河以東即墨縣藍村、馬山一帶的整64師趕來增援。
同時，調整8師第42旅2個團、第103旅1個團，由煙台海運青島北援。因敵迫近，東兵團決定撤出戰鬥。11月30日，第7縱隊、第9縱隊轉移至萊陽縣以南五龍河兩岸休整待機。
11月底，整25師由煙台、整9師師部率第9旅由即墨縣城陽先後海運至上海，以後轉用於中原戰場。12月，第76旅調武漢歸建。
在歷時整月的膠縣高密縣追擊戰中，東兵團殲整64師、整9師、整54師、整74師第57旅各一部共1萬余人，遲滯了整9師、整25師他調的行動。
同時，解放高密縣、膠縣、平度縣等廣大地區，迫使國民黨軍困守青島市、萊陽縣城、即墨縣城、煙台市、福山縣城、蓬萊縣城、龍口市等據點，使膠東、濱海、魯中解放區再度連成一片。
12月4日黃昏，第7縱隊開始向萊陽縣城的守軍發起攻擊，到晚上成功突破了外圍防線。到了12月7日，外圍的所有據點都被掃清。
緊接著在12月8日，他們成功占領了萊陽城的四個關卡。然而在12月9日，當他們試圖突破城垣時，守軍退縮到了城隍廟的核心陣地，開始固守待援。
第7縱隊兩次攻擊都未能奏效，而且傷亡較大。於是他們在12月12日增調了第13縱隊的第37師繼續進攻，但由於對方的火力阻扼，進攻被迫暫停。
然而在12月13日，第13縱隊的司令員周誌堅親自到了陣地，決定將攻擊的重點放在守軍自認為有大水塘阻隔的東北角，以期一舉摧毀核心陣地。
當晚21時，他們發起了總攻，並成功全殲了守軍，解放了萊陽城。在這場戰役中，第7縱隊和第13縱隊總共傷亡了7000余人，代價較大。
萊陽城被包圍後，範漢傑調集了整54師、整64師、整8師等部共8個旅，分前後兩個梯隊，在飛機和戰車的配合下，由青島經即墨縣靈山分批增援。
從12月6日起，第1梯隊的4個旅沿萊西南縣（今萊西市）姜山集、保駕山北進。然而在12月12日，第1梯隊猛撲萊陽縣水溝頭一帶陣地，卻遭到了第2縱隊的頑強阻擊，傷亡達到了3000余人。
在12月13日，第2梯隊的4個旅在第1梯隊之後跟進，到達了萊西南縣林泉莊一帶。最終在12月14日，國民黨軍占領了水溝頭。
範漢傑命令整54師的3個旅和整8師的1個旅，沿公路兩側向萊陽縣正面進攻，企圖收復萊陽縣城。然而許世友和譚震林調整了兵力部署，以第9縱隊、第13縱隊正面阻擊，同時以第7縱隊轉移至招遠縣夏甸地區，準備向國民黨軍側背突擊。
在12月19日至12月26日，第9縱隊、第13縱隊正面阻擊，先後擊退了整54師等部10余次進攻。同時，第7縱隊則主動向整54師側後進行突擊。
在12月25日，東兵團截獲配合國民黨軍作戰的美國海軍陸戰隊吉普車1輛，擊斃、傷、俘美軍5人。在12月26日，整54師在付出了傷亡4000余人的代價後，被迫南撤靈山地區固守，範漢傑重占萊陽城的計劃被粉碎，萊陽戰役結束。
在這場戰役中，東兵團共殲滅國民黨軍和地方武裝共1.7萬余人，其中俘虜了7000余人。
萊陽戰役後，蔣介石命令範漢傑帶領整54師去支援東北戰場，同時把整64師撤回青島外圍，只留下整8師守衛龍口市、煙台市、威海衛市。
這樣，除了青島市、煙台市、威海衛市、福山縣城、蓬萊縣城和龍口市等孤立據點，膠東地區都被解放區控制了。蔣介石的計劃徹底破產了。
在膠東保衛戰中（1947.9.10-12.30），東兵團在華東軍區部隊和當地群眾的幫助下，共殲滅了國民黨軍和地方團隊6.2萬余人。
其中，俘虜2.6萬余人，斃傷3.6萬余人。膠東群眾積極支援前線，參軍參戰的青年達12.8萬人，配合主力部隊作戰的民兵子弟兵團、敵後武工隊、遠征爆炸隊達20萬人，為主力部隊當精靈、送情報、運軍糧、救傷員、送彈藥的民工達46.9萬人次。
膠東保衛戰的勝利，徹底粉碎了國民黨軍對山東的重點進攻，改變了山東戰場的戰略態勢，使國民黨軍陷入了點線防守的困境。
同時，也有力地配合了西兵團的作戰，使山東解放區得到了進一步的恢復和加強。
