這次學習和休整雖然時間不長，但對於統一和提高廣大幹部戰士對當時形勢的認識起到了積極的作用，並且加深了打運動戰、殲滅戰的認識，鼓舞了奪取更大勝利的信心。
1946年10月間，國民黨將其46軍海運青島，接替54軍在膠濟路上的防務。54軍集結兵力後即沿膠縣、平度公路北上，於10月31日進抵蘭底地區。與此同時，敵8軍亦在昌邑附近集結後沿濰縣、煙台公路向東進至新河一線。敵人的企圖很明顯，就是要用2個軍的兵力合力打通煙濰路，進占龍口、煙台、威海等港口，切斷我膠東—海上聯係，爾後配合膠濟路上的敵人，合擊我軍，占領整個膠東。
這時，我膠東軍區主力5師、6師、3旅等正位於平度及其東南的雲台山周圍地區。許世友和軍區前指住在雲台山山腳下的一個小村裏。在隻有幾間茅屋的指揮所裏，麵對作戰地圖，許世友緊張地思考著怎樣打敗敵人這次新的進攻。
在作戰會議上，大家總結了前一階段的作戰，認真分析情況，研究了作戰方案。在膠濟路阻擊戰中，我軍采取節節阻擊和阻擊、反擊相結合的戰法，遲滯和消耗敵人，挫其銳氣，殲其有生力量，達到了預定的作戰目的。現在，形勢發展了，我軍可以更集中使用主力部隊，有計劃有準備地打一些內線防禦中的較大的進攻戰，求得殲滅更多的敵人。這次敵人分兵兩路，正好便於我軍集中兵力攻其一路，殲其一部。那麼，先打那一路好呢？戰場選擇在哪兒？
根據大家討論的意見，許世友決定首先集中兵力在白河廟地區殲擊54軍。並作了如下部署：以5師、6師、3旅（欠17團）為主攻集團，待敵54軍進至馬丘、白河廟地區，由東向西從翼側出擊敵人，爭取殲其一部；以西海分區獨立l、2團阻擊敵8軍之行動；以3旅17團配合地方武裝守衛平度城，並阻敵54軍於預定戰場；北海與東海分區部隊分別控製龍口、煙台、威海等港口，嚴防敵人從海上登陸；南海分區部隊繼續在膠濟路沿線打擊和牽製敵人。
11月1日，西線敵8軍166師由新河、榮譽1師由密埠店折轉向東，向平度方向進犯。許世友立即命令西海分區部隊堅決堵住敵人，保證主力對54軍的作戰。與此同時，南線敵54軍198師、8師由蘭底沿膠、平路並肩北犯。敵先頭部隊抵馬丘後，即遭我軍3旅阻擊。敵另一路向膠、平路東之杜家、徐家及塔匠方向猛攻，企圖策應馬丘之敵。
此時，許世友根據敵情，即令6師向杜家、徐家之敵出擊；5師由東南向白河廟之敵側後出擊，在3旅配合下圍殲馬丘、白河廟之敵。我軍各路部隊得令，像無數把尖刀，直插敵群，與敵展開激戰，戰至黃昏，敵收縮在馬丘、白河廟、大岔河三點固守。當夜，我5師、6師、3旅發揮夜戰特長，向上述三點發起猛攻，戰至2日拂曉，殲敵2900餘人，敵54軍的進攻被我軍挫敗。
西線敵8軍集中兵力，猛攻平度以西山區，先後攻占我武王山、紫荊山陣地，並以飛機配合轟炸平度城。鑒於平度外圍有利地形已被敵占領，敵西、南兩路相距亦不遠，平度地區不利再戰。許世友遂率領我軍於2日夜全部向北轉移。
11月4日夜，我魯中部隊攻克安丘城，直接威脅膠濟路敵軍後方。王耀武慌了手腳，急調54軍返回膠濟線。敵54軍剛剛挨了當頭一棒，還沒來得及喘一口氣，就急忙南撤。敵8軍在54軍南撤後，仍單獨向掖縣進犯。我西海部隊在沿途節節阻擊，遲滯敵人前進。我軍主力隱蔽轉移至掖縣西北的泗河及其東南的大抬頭、東關門子地區，準備依托掖縣（今萊州）西南的粉子山等有利地形殲擊進犯之敵。6日，敵166師陷虎頭崖（位於掖縣西南、渤海岸邊），敵艦2艘駛虎頭崖港外助戰。7日上午8點，敵103師309團、308團在炮兵、飛機、艦炮的支援下向我粉子山陣地發起猛攻，166師部分兵力攻我趴山陣地，策應103師作戰。我四海部隊與敵激戰至12時，粉子山南高地為敵占領。此時，我軍以5師全部從北向南，由粉子山東、西兩側向敵出擊，3旅以部分兵力由東南擊敵側後，西海獨立團亦由正麵發起反擊。在我軍各部猛烈攻擊下，敵軍大亂，大部被殲。
敵人不甘心失敗。在此後的幾天裏，敵8軍3個師每天在飛機、軍艦及大量炮兵掩護下，輪番向粉子山陣地猛攻，但在我軍頑強阻擊與不斷反擊下均被擊退。戰至10日下午，敵在付出沉重代價後，始占我粉子山陣地。為爭取主動，我軍決定放棄掖縣城，轉移兵力，伺機再戰。