當兗州二次被圍後，李玉堂、霍守義接連向王耀武求援，王耀武於7月初派整八十四師師長吳化文率第一五五、一六一旅及整二師之二一一旅南下增援。由於吳化文一心保存實力，懼怕被殲，其部隊日進不及10公裏，行動遲緩；而李玉堂、霍守義盼援心切，王耀武對吳化文指揮不靈，無可奈何，不得不由蔣介石寫親筆信，催促吳迅速前進。7月13日，吳部第一六一旅渡汶河南下，進至齊家莊、太平鎮一帶，為山東兵團九縱包圍於汶河一線，待南線部隊攻克兗州後，再圍殲該敵。當日晚，王耀武獲悉兗州被攻克，估計山東兵團將全力打援，急令吳化文率部連夜北返。吳化文接電後，一改南下時拖拉作風，立即率第一五五旅及二師第二一一旅於13日20時掉頭北撤，留第一五五旅第四六五團於大汶口，掩護第一六一旅渡汶河北撤。九縱接兵團命令後，立即輕裝出發，冒雨急行軍百餘裏，分三路涉汶河北上，將未及後撤的蔣軍一六一旅全部和一五五旅三個營及師部炮兵營攔截包圍於汶河以南的太平鎮一線，經一天的分割圍殲，至15日晩，全殲該敵7500餘人，俘一六一旅旅長徐日政，繳獲山炮8門、野炮7門及滿載彈藥汽車百餘輛。
至此，自5月29日開始的兗州戰役勝利結束，曆時48天，共殲蔣軍63000餘人，解放了兗州地區12座縣城，控製了津浦路中段300公裏，使山東腹地與魯西南解放區完全聯成一片，進一步孤立了濟南蔣軍，配合了華野外線兵團的豫東作戰，為內外線兵團勝利會師，奪取濟南創造了條件。
十七、華北軍區部隊反攻作戰
石家莊的解放，不僅蔣軍在華北的地盤越來越小，更重要的在全國引起重大反響。蔣介石為挽回華北頹勢，於1947年12月3日再飛北平，首先聽取孫連仲等高級將領的彙報，更加了解到華北局勢的嚴重性。孫連仲連連檢討，主動要求辭職，並向蔣建議：要加強華北的軍事力量，就必須將綏遠的部隊調到河北平、津，要實現這個目的，最好將傅作義調任華北“剿總”總司令。蔣介石知道別無選擇，這次采納了下級意見，對華北重新調整部署，撤銷保定、張垣兩綏署，將孫連仲調南京任首都衛戌司令，為統一華北軍事指揮，成立華北“剿匪”總司令部，任命傅作義為總司令，總攬華北軍政大權。
12月5日，傅作義在張家口宣布就任後，即乘飛機到北平。孫連仲聞訊，即前往看望，並與傅作義長談，進行移交和辭行。12月下旬，傅作義帶著原張垣綏署班底人馬，乘火車從張家口到北平正式上任。27日，北平黨政軍要員在中山公園中山紀念堂集會，歡迎傅作儀，主持會議的為北平行轅主任李宗仁。傅作義就職華北“剿總”，一時間成為國際、國內新聞人物，其官邸車水馬龍，熱鬧非凡，各地賀電、賀信頻馳，一些中外記者頻頻前來采訪，傅作義每天抽出兩小時，講述自己過五關、斬六將的經曆，有記者整理出兩萬多字的文章，在美國《生活雜誌》、《紐約時報》和國內《觀察》上刊載。
按照蔣介石的意思，華北“剿總”指揮的範圍是駐紮在冀、晉、察、綏、熱五省的國民黨軍隊，傅作義明白他是不好向山西閻錫山發號施令的，閻錫山也不會聽他的指揮，他私下對人說：“蔣先生要我連山西也指揮起來，我怎麼能指揮閻先生呢？”因此，當太原綏署撤銷時，閻錫山的指揮機構改名“國防部太原指揮所”。
傅作義到北平後，就尋找華北“剿總”地址，為避開鬧市區，選在複興門外羅道莊附近原日本侵略軍的軍營。當北平事情安排好後，便去天津、唐山、涿州、保定等地巡視、看望部隊，調整軍事部署。命令各地大量擴充地方武裝，代替主力部隊防守地方，大力推行保甲製度，實行所謂從軍事到政治的“總體戰”。將正規軍隊編為機動兵團，以李文的第四兵團為平漢兵團，侯鏡如的第九十二軍和六十二軍為津沽兵團，其嫡係各軍為平綏兵團，進行“機動防禦”，以主力兵團對共軍的野戰軍，即所謂“主力對主力”的新戰法。特別把傅嫡係第三十五軍、暫編騎兵第四師放在北平近郊和平津之間為機動兵力。傅作義曾在中外記者招待會上吹噓：“過去，國軍處於被動地位，今後將必主動，反攻為守……”