抗日战争时期，临朐县城一直为日伪军所盘据。1945年8月，日寇投降后，在山东的日伪军，根据蒋介石的命令，拒不向我军投降。据此，我山东军区司令部命令山东各部队，向日伪军发起进攻，拒不投降者，坚决予以消灭。我山东军区第一路前线部队于8月17日向济南及胶济铁路沿线西段、津浦铁路济南至兖州段沿线的日伪军发起攻击后，8月19日，一举解放了临朐城。 刘邓野战军于6月30日强渡黄河，展开大别山跃进。华东野战军向鲁南和鲁西敌后出击的5个
纵,7月7日，华野第三、第八、第十纵队向津浦路万德至大汶口段发起进攻，8日攻克泰安，至10日，收复界首、万德、大汶口、平阴、肥城等地，共歼整编第73师第15旅等近800人。队，为调动鲁中之敌回援，并协同刘邓野战军作战，也展开了积极进攻。
华野第一、第四纵队于7月7日全歼费县守敌整编第59师第38旅6,000余人。8日，第四纵队又在费县以南之层皮山歼整编第77师第37旅大部，俘少将旅长以下官兵1,000余人。9日，第一纵队收复枣庄、峄县等城镇，迫使国民党军第3绥靖区各部退守运河沿线。这时鲁中之敌仍继续向东、向北缓缓推进，并于8日占领东里店，继向沂水攻击。
此时，刘邓野战军正由郓城向南猛烈扩大战果。华东野战军第一、第四纵队已向邹县、滕县前进，逼近津浦路；第十纵队已向宁阳攻击；第三、第八纵队分别围攻泗水、曲阜，形成了与晋冀鲁豫野战军夹运河东西呼应的态势，严重威胁了敌后方基地兖州、徐州。
蒋介石改变东攻西守的作战方针，于12日亲自下令从鲁中地区抽回第5、第7军和整编第85、第83、第57、第55、第48师等7个整编师，及整编第20、第75师各1个旅，自13日开始，分路陆续西援，企图配合其后方各点守军，先夹击华东野战军的外线5个纵队于鲁南及克州、曲阜地区，尔后救援鲁西南。在鲁中地区留下整编第11、第25、第64、第9师，固守所占要点，伺机再犯。
当时留在鲁中的有4个师，其分布是：胡琏的整11师驻南麻，黄百韬的整25师在东里店，王凌云的整9师在沂水，黄国梁的整64师在东里店以西的大张庄等地。此外，王耀武属下李弥的整8师驻临朐，配合行动。
陈毅、粟裕带领华野指挥部来到南麻、临朐之间的三岔店，他们有4个纵队。
7月10日，陈粟命令各纵队向东里店前进，消灭黄百韬的25师。当部队开始行动后，天降暴雨，山洪暴发，我军无法行动。而敌25师与64师迅速靠拢，东里店这一仗就打不成了。
陈、粟看到南麻的敌整编第11师相对孤立，就命令各纵队掉头，以二、六、九纵包围南麻，七纵在南边负责阻援。
南麻地处鲁中山区，是一个小盆地。三面是山，东面是小丘陵，北面高地有一个隘口通向博山，沂河从南麻以南流过。这个地方利于防守而不利于大部队行动。国民党整编第11师是“五大主力”之一，师长胡琏是个工于心计的指挥官。74师的被歼给他很大震动，虽然11师战斗力也很强，但胡琏仍然处处小心，谨慎从事。
6月国民党军开始行动时，11师从莱芜到达鲁村。胡琏感觉鲁村地形不利，四面是山，中间一块小盆地。只有占领四面高山，才能保住鲁村，否则四面受敌，数万军队压在村庄里无法施展，而要占领四面高山，兵力又不足。
胡琏考虑再三，请示上司移驻南麻。到达南麻后，他更不急于向前推进，而是用20多天时间，大力构筑工事，力求先保全自己。
胡琏带领11师4个团驻守南麻，以另外两个旅分别驻守北麻、高庄、北刘家庄、吴家官庄等地，范围很小，各部队联系很紧。他们利用其所控制的村庄及大小山头，构筑密集的地堡群，每一地堡群外围都设置了铁丝网、鹿砦等障碍物。
7月l7日，华东野战军内线4个纵队按预定部署分路开进，途中遇暴雨，行动受阻。
18日晨，第九纵队第26师向上下豆腐峪以南高地攻击，该纵主力攻占荆山泉。第六纵队控制九顶山、凤凰山阵地，主力进至重喜官庄、埠下庄之线。第二纵队进达埠村南北一线。
经18日整天战斗，敌除以一部坚守历山、马头崮外围据点外，主力退踞主阵地顽抗。第九、第六、第二纵队抢占外围阵地后，分别对高庄、北布东、马头崮、古泉庄、吴家官庄、石钱山等地展开猛攻。
就在我军猛攻南麻的时候，胡琏向徐州方面求援。国民党统帅部急召25师、64师出动4个旅，向南麻增援。
l9日，敌25师、46师到达南麻以南的于家崮、牛心崮一线，遭到我七纵的阻击。黄百韬在孟良崮战役中，由于指挥不力遭到蒋介石的处罚，这次要戴罪立功。在攻击之前，他命令炮火轰击我山头阵地，步兵开始攻击后，炮火即打向我军纵深。敌军采用轮番冲锋，对一个山头使用3个营的兵力，头一批垮了，第二批马上出动。敌军不但白天进攻，夜里也派小部队袭击，使我军得不到休息。
七纵在敌军的强大攻势下，打得勇敢顽强，在孟良崮补充的弹药，全部倾泻到敌军头上。
国民党守军在优势火力掩护下，依托密集地堡群，逐堡顽抗，反复争夺，战斗异常激烈。进攻各纵因弹药受潮失效甚多，攻坚器材准备不足，伤亡较大。战至20日，仅攻占北布东、马头崮、北刘家庄、沙沟庄、涝坡河等地。
21日上午，黄百韬的25师突破七纵60团的750高地，七纵转入二线阵地防御。
当晚，华东野战军拟再次组织进攻，东面李弥的第8军由昌乐、潍县地区进犯临朐，威胁华东野战军后方，策应南麻守军作战。困守南麻地区之敌又难以在短时间内全歼。为争取主动，即于当晚撤出战斗，各纵队分别转移至临朐西南及以南地区整顿。
南麻战斗是场恶战，华野4个纵队伤亡较大，本应休整一个时期。但敌第8军占领临朐，阻断我军向胶济线以北的后方通路，对解放区造成威胁。粟裕得知敌第8军刚到临朐，只有一般性防御工事，主力尚未全部到达，可以乘其立足未稳将其歼灭，以鼓舞我军士气。于是命令二、六、九纵围攻临朐城，七纵阻援，各部定于24日发起战斗。 临朐是座古城，三面环山，沂河、弥河等河流从城旁流过，平时水浅，到处可以徒涉。但
遇到暴雨，山洪暴发，交通就被阻断。
24日下午，各部分路开进，又遇倾盆大雨，山洪暴发，河水陡涨，部队行动受阻。
华野二，六，七，九纵在1947年7月21日撤出南麻战斗后，于24日黄昏发起围歼李弥整8师的临朐战斗。临朐位于鲁中渤海两区中间的咽喉要道，位置相当重要，所以粟裕不顾南麻战斗伤亡和豪雨遍地涨水的不利条件，决心打临朐。
李弥的整8师战前驻于潍县。整11师在南麻被围攻后，蒋介石陈诚迭电严命整8师南援。李弥率整8师主力六个团离开潍县南下，但行动相当拖沓。华野于21日停止围攻南麻而向临朐方向移动。国军空军侦明这一情况后，蒋介石于22日命李弥率部占领上下五井，蒋庄一线山口，堵住北上的华野部队，以求和在华野背后的国军在山区内合围歼灭华野部队。这时整8师尚在临朐东北的郑母，龙岗。李弥受到命令后，于23日率师部和3个团于中午进入临朐县城，其余3个团移动到靠近临朐城东和东北方向的一些高地。在进入临朐后，城内的3个团并未大力构筑工事，因为按蒋介石的命令，整8师还要继续南下去上下五井，蒋庄。
整8师这个部队于1945年11月到山东后，已和解放军，特别是胶东军区部队多次交手，有一些战斗规模还不小。整8师在这些战斗中吃了一些亏，未表现出有特别强劲的战斗力，而因此可能造成华野对其有些过于轻视。
粟裕于23日发出攻击临朐的作战命令。战斗部署以二纵四师配属七纵二十师两个团在南临公路正面担任阻击。以九纵二十五师攻击北关，以九纵二十六师和二纵五师攻击城西侧，以二纵六师攻击南关，以六纵(配属鲁中军区警四团，警六团)，九纵二十七师，渤海军区三个团(特一团，特二团，两广纵队教导支队一团)，先攻占城东和东北方向高地，以切断临朐向昌乐，潍县的道路，然后一部加入攻城，一部向潍县方向防御整编第八师留在潍县部队可能的增援。七纵二十一师在铜陵关，大诸葛协防二纵四师的左侧翼，十九师在南流为预备队。特纵炮二团27门三八式野炮配属二纵攻城，榴炮团一个连配属九纵攻城。粟裕司令部在城西南大辛庄。
整8师的防御部署以103旅的307团(团长陈一匡)和师独立旅1团(团长石建中)防守北关，308团(团长曾元三)主力防守城西和南关，308团3营(营长张德崇)防守城东南的要点朐山。309团(团长裘建中)，166旅496团(团长陈志刚)，497团(团长李彬甫)防守城东和东北高地。整8师的42旅(即原荣誉第1师)在济南未归建。整8师166旅的498团，师输送团，独立旅主力，和部分师旅直属炮兵，工兵，输送部队留在潍县。
战斗于24日黄昏开始，李弥在听到城西北的枪声后急命各部赶筑工事。六纵和九纵部队攻克了城东北和东面的粟山，盘龙山等高地，歼灭309团1营和2营，俘虏2营营长黄开崇。309团1营营长周兴从粟山向东北方向逃出被166旅收容，被李弥下令枪决。
309团3营于25日白天撤入城内接替308团的南关防务。24日和25夜166旅两个团在窦家凹一带高地防守未动摇，但由于城内防守吃紧，166旅奉李弥命令于26日上午撤入城内增援北关防守。这样在城东向的据点，只剩下308团3营防守的位于城东南的朐山，经七纵和后来六纵部队先后多次攻击始终未被攻克。李弥为确保朐山，特别变换指挥位置到东城墙边，并在东城上构筑隐蔽观察所以炮兵火力密切支援朐山守军。在27日弥河涨水无法徒涉后，李弥命令以汽车轮胎扎成筏子，用汽车绞盘钢索系住向朐山守军运补粮弹。朐山俯瞰城内，火力可以控制全城活动。华野未能攻克朐山对攻城成败影响很大。
二纵六师对南关的攻击，七天内反复争夺，往往是夜间打进去，白天被反出来，被夺去师炮兵营的九四式山炮一门，到30日最后占领全关大部房屋，只剩一所房屋未能攻下。
二纵五师在25日夜西门南侧成功突入十四团七个连四百多人，但突破口未能控制被封闭。后续的六师十六团也未能再突破。突入的十四团部队弹尽后全部损失，副团长宋延年牺牲，二百余人被俘。
北关二十五师突入北关较顺利，但发展困难。二十六师先在城西攻击不利，随后也转到北关内，最后九纵占领北关约三分之二。
六纵十八师27日奉命从城东过弥河加入攻城战斗，但因弥河大水，很多人被冲走，最后绕到上游过河，29日在城西南加入了总攻，未能突破。
28日整8师留守潍县的独立旅代旅长周开成带独5团，498团，2个保安团和部分炮兵从潍县出援临朐，30日赶到临朐外围，还未及向龙岗高地发起攻击就因整21军军长夏楚中在潍县告急回援潍县。30日夜，华野攻城部队撤出攻击战斗。整8师各部出城搜索追击一下，在城西捡到一些陷在泥中的汽车和火炮。8月1日，国军援兵整9师，整64师，整25师到达城下。二纵四师的阻击战斗相当成功，利用有利的山地地形层层阻击，完成了要求的阻击天数。
临朐战斗整8师损失约四千余人，被俘约五百多人，主要是309团1营和2营的。增援部队整8师，整64师，整25师伤亡约千人。华野损失包括阻援战斗在内约一万一千人，被俘约五百人，主要是二纵五师十四团的，七纵十九师五十六团26日拂晓在朐山被反击被俘两个连，和二纵四师十二团在金葫芦顶被整64师156旅468团攻占时所俘50余人，南北关战斗也有少部被俘。
南麻、临朐战役，是华东野战军内线部队在转入战略进攻前夕组织实施的两次攻坚战。
由于主客观方面的许多原因，未能实现预定的战役决心，虽歼国民党军1.8万余人，而自身伤亡达2.1万余人。30日晚，各纵队分向胶济路北及诸城地区转移休整补充。