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1947年1月，魯南戰役之後，華東野戰軍統一整編為11個步兵縱隊和1個特種兵縱隊，第4旅改編為第2縱隊第4師。

為了實施對山東的重點進攻，蔣介石先後調集了24個整編師，60個旅的兵力，並以其中最精銳的主力整編師第11、第74師和第5軍為骨幹，編成第3個兵團，擔任主要突擊任務，由陸軍總司令顧祝同統一指揮，採取加強縱深，密集靠攏，穩紮穩打，步步為營，逐步推進的戰法向我進犯。

第2縱隊奉命同第7、第8縱隊組成左翼兵團，統歸第2縱隊司令員韋國清指揮，於1947年3月21日冒滂沱大雨，離開周村以南池子頭地區南下，經8天連續行軍進入濱海地區十字路一帶集結待命。

4月24日，第4師隨縱隊即由十字路地區轉至臨沂以北，河陽鎮以西，配合兄弟部隊執行鉗制及相機殲滅第整編第74師之任務。

整編第74師是敵人進攻我沂蒙山區的主力，前進較快，亦較突出。野指決心集中野戰軍主力，以絕對優勢兵力殲滅突出之第整編第74師於孟良崮地區，第4師受領任務後，即向界湖及西南攻擊前進。

5月15日晨，我野戰軍主力完成對整編第74師包圍。湯恩伯急令第7軍及整編第48師馳援整編第74師。我奉命以堅決頑強的動作，不顧一切代價，協同第7縱隊鉗制與阻擊該敵，確保孟良崮戰役的勝利。

5月16日，孟良崮戰役勝利結束後，第4師隨縱隊當即轉至後莊地區，進行戰備休整。

1947年6月下旬，蔣介石兗州軍事會議後，全線作了新的調動，再次部署兵力，向我沂蒙山區大舉進犯。

第4師隨縱隊與敵周旋於沂蒙山區達月餘。每日每夜冒雨行軍，道路崎嶇，村落稀少，生活極其艱難困苦。

部隊發揚了吃大苦，耐大勞的革命精神，緊緊地拖住了敵人，有力地配合了劉鄧大軍南渡黃河的戰役行動。

由於我華東野戰軍兩側出擊連戰皆捷和劉鄧大軍渡黃河後對敵的致命打擊，迫使進攻沂蒙山區的敵人愴惶西援，留置沂水、南麻之線