作戰方案報縱隊首長批準後，1旅各級指揮員根據任務分工，進行沙盤作業，反複研究和演習打法。炮兵分隊實地作業，將敵明暗火力點位置全部察明，並解決了步炮協同問題。各營組織了爆破組、投彈組、雲梯組，演練了連續爆破、越嚎登城等動作，並趕製了攻堅器材和運送彈藥的工具等。指戰員們不顧渡黃河以來晝夜行軍和戰鬥的疲勞，冒著酷暑和敵機轟炸，在3晝夜內完成了土工作業任務，在緊張的戰鬥準備中，旅副政委鄭思群和旅政治部副主任李樹榮帶領政工於部深入部隊，進行戰地動員和控訴教育，整個陣地都被複仇的怒火燃燒起來了。
根據劉伯承司令員關於“攻敵一點（鄆城），吸敵來援，啃其一邊（定陶），各個擊破”的作戰意圖，第1縱隊鐵桶一般包圍鄆城，以此為餌吸引敵主力增援。敵整編55師告急，蔣介石果然聽從劉司令員的調遣，一麵電令曹福林堅守鄆城，阻我屯兵城下，一麵急派整編70師由嘉祥西來，整編32、66師分別由城武、魚台北來，增援鄆城欲與我軍決戰，壓迫我軍至黃河以北。
劉、鄧首長決心抓緊戰機，迅速攻殲鄆城守敵，而後騰出兵力在野戰中殲滅敵各路援兵。
7月7日午前，1縱隊完成總攻準備。為避免敵機空襲阻撓，保證鄆城之役速戰速決，縱隊首長決定發揮我軍近戰夜戰特長，將總攻時間定於7日黃昏。當日下午6點，20旅首先對南門之敵發起攻擊。敵人據城拚死抵抗，20旅雖然一度攻上城牆，但遭敵援反衝擊，突破口未能鞏固。該旅的攻擊吸引了敵人注意力，對1旅在西門的主攻勝利起到了積極的掩護作用。
1旅旅長楊俊生在旅前沿指揮所接到楊勇司令員關於20旅開始攻城的通報後，立即趕赴1團前指指揮攻城。晚7點整，旅長一聲號令，3顆紅色信號彈飛上天空，配屬1團的強大炮群立即發出憤怒的吼聲，準確轟擊各規定目標，炸得西麵城牆及前後敵陣地上火光衝天。城內敵人以118門各種口徑的火炮向城外盲目轟擊，敵我雙方進行著激烈的炮戰。不到20分鍾，我猛烈炮火即有效地壓製住敵炮，將敵陣地設施及城頭工事目標大部摧毀。楊俊生立即命令第1、2炮兵分群以2門105榴彈炮及4門山炮，從南、北兩麵對準城牆突破點上的大碉堡進行猛烈轟擊，一連幾發炮彈首先掀開了那個“烏龜殼”蓋子，整個碉堡從城頭上倒塌下來，填進了護城壕裏。我重炮火力繼續摧毀護城壕沿的大地堡，對城牆突破點進行破壞射擊，其餘炮群火力開始延伸。
李程團長、戚先初政委立即指揮配屬1團的重機槍火力隊掩護2營突擊隊發起攻擊。6連爆破組，每人扛著15公斤炸藥沿著三條一人多深的蛇形攻擊壕直奔爆破目標。各組相繼以連續不停的爆破動作，將衝鋒道路上的三道鹿砦及兩道兩列樁鐵絲網炸開，所遇雷區的地雷全部掃除。
當6連炸毀壕側明暗堡，將兩道城壕炸成斜坡時，我炮群又發射出一發發炮彈群，將城牆突破點炸開了10米寬的大缺口，爆破手們以敏捷的動作，將大量炸藥堆至城牆斷沿引爆，擴大突破口，連續不斷的爆炸使城牆缺口被炸塌成馬鞍形的大斜坡。
劉享銀營長得到6連報告後，命令4連突擊隊立即發起衝鋒。投彈組每人拎一籃子手榴彈，沿6連打開的通路，穿越護城壕，衝到城牆根，向前來堵截突破口及兩側城牆上的敵人甩出一串串手榴彈。突擊組借爆炸後的煙霧緊跟著衝了過去。3排和1排沿城牆缺口向城頭上攀登攻擊，隻3分鍾，4連即攻克城垣，占領了突破口。4連長齊新明命令1排向左，2排向右，沿兩側城牆向南、北發展攻擊，擴大突破口；3排迅速奪取馬道街東側的一座房院，以此為立腳點，準備迎擊城內敵人的反撲。
敵人重整旗鼓，發起攻擊，以整連兵力發起一次次集團反衝鋒。我1、2排以火力支援3排，從城牆上居高臨下對敵群射擊，投彈，與1排火力交織成上下左右交叉火力網，打退了敵人10餘次反撲，我軍終於鞏固擴大了突破口。
晚7點30分，劉享銀營長、劉全篤教導員率領5連與配屬2營的旅特務連進至突破口，即調整戰鬥部署：劉營長率4連、特務連向左、右擴展突破口，劉全篤教導員率5、6連雙刀直人，朝東北方向插至西大街西端，切斷西門樓敵人與其營部的聯係，攻殲敵工兵營營部。