4月29日指揮華野四個縱隊向臨沂、蒙陰公路沿線之敵發起攻擊，於4月30日攻占桃墟、青駝寺一線，殲敵第八十三師一個半團三千餘人。由於敵第十一師與第七十四師迅速靠攏，遂於5月1日指令第四、第九兩縱隊隱蔽待機。
如敵第七十四師向我進攻，則在給其一定殺傷後逐步後撤，吸引其沿臨蒙路南下，待其離第十一師較遠時殲滅之。
5月1日中共中央軍委致陳毅、粟裕電：“據悉湯兵團分三路進攻新泰、沂水、莒縣，是否屬實？你們對策如何？”
5月2日亥時，與陳毅聯名發出致中共中央、華東局、劉伯承、鄧小平電，報告泰安、蒙陰地區作戰情況和下一步行動方案。在泰安、蒙陰戰役中，我軍27個旅中隻有13個旅參戰，殲敵24萬餘人，唯喪失殲擊第七十四師機會，春季戰役暫告一段落。主力擬略事休整，再擬訂新的作戰計劃。
5月3日與陳毅發出致中共中央軍委、華東局並劉伯承、鄧小平電，報告敵軍動態和我軍作戰部署：“蒙陰附近之敵較集中不好打，故改打新泰”，擬以四個縱隊攻殲進入新泰之第十一師。同日又電報告：“因五軍及八十五師已進至距離新泰以西一天路程，故放棄本夜殲新泰十一師之計劃”，決定陳士榘率第一、第六兩縱隊南下魯南，譚震林率第七縱隊去華中，以調動敵人向後，同時集中5個縱隊45個團（加上第十縱隊，共50餘個團）於山東基地，待機殲擊前進我後方之敵。電報還說：“蔣（介石）、陳（誠）以進攻山東為其戰略要點，企圖依靠黃河封鎖，迫我東撤海濱，同時集中使用兵力，不輕易分散，自然增加我方許多困難。我們除盡力爭取在山東基地擊破敵人外，正考慮作更遠的打算”。中共中央軍委於5月4日亥時複電指示：“敵軍密集不好打，忍耐待機，處置甚妥。
隻要有耐心，總有殲敵機會。你們後方移至膠東、渤海、膠濟線以南廣大地區均可誘敵深入，讓敵占領萊蕪、沂水、莒縣，陷入極端困境，然後殲擊，並不為遲。惟（一）要有極大忍耐心；（二）要掌握最大兵力；（三）不要過早驚動敵人後方。因此，請考慮一六兩縱隊是否暫緩南下為宜，因南下過早，敵可能驚退，爾後難於殲擊。但一切由你們自己決定。”5月6日又電指示：“目前形勢，敵方要急，我方並不要急”。“第一不要性急，第二不要分兵，隻要主力在手，總有殲敵機會”。
同日與陳毅發出致中共中央軍委、劉伯承、鄧小平並華野各縱隊電，報告在臨蒙作戰中殲敵三千餘人，繳獲大型噴火器三座。
5月4日中共中央致劉伯承、鄧小平、陳賡、謝富治、陳毅、粟裕並告彭德懷、習仲勳電，提出四支野戰軍的作戰部署，確定：“劉鄧陳粟兩軍任務是協力擊破顧祝同係統”，“劉鄧軍十萬立即開始休整，巳東以前完畢，巳東後獨力經冀魯豫出中原，以豫皖蘇邊區及冀魯豫邊區為根據地，以長江以北，黃河以南，潼關、南陽之線以東，津浦路以西為機動地區，或打鄭漢，或打汴徐，或打伏牛山，或打大別山，均可因時製宜，往來機動，並與陳粟密切配合行動，凡有共同作戰之處陳粟軍受劉鄧指揮”。5月5日又電，詢商如何執行上述戰略計劃。
5月8日再電指示：“為著於六七兩月內擊破顧祝同係統第一線兵力（位於泰安、新泰、蒙陰、臨沂之線約三十個旅）之目的：（一）劉鄧軍仍按中央辰支電爭取於巳東前休整完畢，巳灰前渡河，向冀魯豫與豫皖蘇區之敵進擊，第二步向中原進擊”。“陳粟軍在巳灰以前應集結全力（二十七個旅）尋求與創造殲敵機會，並準備於巳灰以後配合劉鄧軍大舉出擊”。
5月5日辰時，華東野戰軍參謀處致中共中央軍委電，報告截獲到湯恩伯電令。
5月6日申時，中共中央軍委致陳毅、粟裕並告劉伯承、鄧小平電，指示：“為掃清後方及引敵深入之目的，請考慮以有力部隊攻擊昌樂、濰縣之敵”。
5月8日又電指示：“根據你們野參微辰（5日辰時）轉來顧祝同命令，敵第一兵團主力將向沂水進攻。因此，隻要你們不性急，不分兵，不去擾敵後路，讓他放手前進，你們則集中主力距敵較遠地點（不要天天接觸），必能找到殲敵機會。昨打昌濰之提議暫緩執行。”
5月7日陳毅、粟裕召開縱隊以上幹部會議，根據軍委指示和敵我態勢，決定主力集結於萊蕪、新泰、蒙陰以東地區待機殲敵；第一、第七兩縱隊停止南下；已南下的第六縱隊隱蔽於魯南敵後，待機配合主力作戰。會議於5月8日結束。5月9日午時和申時，連發兩電給中共中央軍委，報告新的作戰部署。中共中央軍委於5月10日複電指示：“佳午佳申兩電均悉。為著集中全力（二十七個旅）待機殲敵，暫緩攻濰決心極好，等候半個月左右，如敵固守不進，再決攻濰打援之策不遲。”又說：“你處中心關鍵用全力解決糧食問題，隻要你們能維持二十七個旅的糧食至秋收以後，以全力在現地區堅持八九個月，必能擊破蔣軍，根本轉變局麵。”
5月10日顧祝同發現華東野戰軍主力東移，即令各部：“跟蹤追擊，進出於莒縣、沂水、悅莊、淄博之線”。第一兵團司令官湯恩伯改變穩打穩紮的戰法，不待友鄰兵團統一行動，即令以第七十四師為主，第二十五、第八十三師為左右兩翼，以華野指揮機關駐地坦埠為主要目標，自蒙陰東南的垛莊東西地區北犯；以第七軍、第四十八師向沂水方向推進；以第六十五師位於蒙陰待機東進。