由於吳化文的起義，將濟南的西大門敞開，打破了王耀武的防禦體係，濟南戰局急轉直下。9月20日，濟南城外守軍被我全殲。22日夜，我軍使用重炮加坦克（我九縱出動了坦克4輛，這是我軍首次在攻城中使用坦克）配合步兵的連續爆破，一舉攻破外城。由於濟南的內城高達15米，被挖空建造成三層的機槍工事，城下還有城壕和無數碉堡，強攻不易，所以我軍經過充分的準備之後，於23日18時以猛烈的炮火先向敵人陣地進行了40分鍾的破襲，然後開始攻城。第二天拂曉，突入內城，經過激烈巷戰，我九縱七十三團二營首先攻入山東省政府。24日17時，濟南全城解放。但是，省政府裏沒有王耀武，全城搜索，也沒有王耀武。
原來，就在我軍攻入城的時候，王耀武自知全軍覆沒已是無可避免，就化裝成一個小商販，混在市民之中逃出了濟南城，向青島方向逃去。由於王耀武是山東人，也比較能混，所以一直在老百姓中混了好幾天，才在壽光縣境內被我軍抓住，送進了戰俘營。王耀武被俘後，曾經為自己未能和吳化文一道起義而後悔，他在給吳化文的一封信中說：
“君為座上客，弟為階下囚。你起義向我說一聲，我也起義不好嗎？”
被俘50天之後，他在我軍辦的山東解放軍官教導團教育之下，在我華東新華廣播電台向全國發表了廣播講話。
我是前國民黨山東省主席兼第二綏靖區司令官王耀武，今天借這麼一個機會向各位做簡單的報告。首先我說明這次濟南失敗的原因。守濟南的軍隊有10萬之眾，有關作戰的物資也不為不多，市郊工事經兩年來不斷修築不為不堅，但是僅8天的戰鬥就被全部殲滅了。就是吳化文不起義，亦是很快地要被殲滅。這又是什麼緣故呢？因為國軍沒有理想信仰，反人民，反大眾，加以解放軍英勇為人民大眾的犧牲精神及優越的技能，實令人欽佩。所謂得民者昌，失民者亡，所以很迅速地將戰鬥結束了。其次我要給蔣先生一點意見。在北伐與抗戰中你有一時期與共產黨合作，所以得到成功。但是你堅持獨裁，完全為四大家族打算，因此兵連禍結，全國無一片幹淨土。為了取得軍事上經濟上的外援，不惜與美帝國主義訂了那麼多的辱國條約，斷送子子孫孫的幸福。以現在局勢看，國民黨的失敗已經注定，還要做最後的掙紮是多麼不智。最好命令全國國民黨軍隊立即向人民解放軍無條件投降，使全國立即恢複和平，國家民族多保存一點元氣。
作為華東重鎮的濟南，我軍隻用了8天就攻克。當蔣介石得知吳化文起義的消息後，他已知道濟南必丟無疑，也知道我軍的打援大軍正在等他，所以並未催促杜聿明率兵北援濟南。當濟南已被攻克時，蔣介石原來部署的援助大軍的三個兵團中隻有一個兵團在動，另兩個還在集結之中。所以，我軍原來準備的打援殲敵計劃未能實現。就這一點來說，華東野戰軍是有一點遺憾的。但是，濟南戰役除了在如何打攻堅戰這一問題上為今後提供了有益的經驗之外，在如何利用敵方內部矛盾去分化瓦解敵人，爭取敵人中的一部分能在戰場上起義或投誠，以減少我方的傷亡、保護城市免遭破壞也提供了十分有益的啟示。從具體的戰果來看，這一仗共殲敵10.4萬人，抓獲敵高級將領23人（除王耀武外，還有他的副司令牟中珩、國民黨山東省黨部主任委員龐鏡塘等）。由於菏澤、臨沂、煙台等地的國民黨軍在濟南解放之後都先後逃走，故而整個山東除青島之外全部落入我手，使華北、華東兩個解放區完全連成了一片，這給我軍的下一步行動帶來了極大的方便。當然，在這一次攻堅戰中我軍也付出了代價，我三縱第八師師長王吉文、十三縱第三十七師政委徐海珊等在戰鬥中光榮犧牲。
濟南戰役是在中共中央西柏坡九月會議這次大決戰的總動員會議召開期間進行的。濟南戰役的巨大成功不僅大大地鼓舞了到會的我軍各路將領，而且消除了會議討論中對我軍的大城市攻堅能力的某些疑慮。用毛澤東修改審定的新華社社論《慶祝解放濟南的偉大勝利》中的話說，“任何一個國民黨的城市都無法抵禦人民解放軍的攻擊了”，包括“北平、天津、沈陽三點”在內。所以，中央軍委總參謀長周恩來說：“濟南戰役的勝利，揭開了人民解放戰爭戰略決戰的序幕。”
(本章完)