張靈甫口出豪言，說74師要在孟良崮為歷史寫上濃重的一筆。蔣介石接到張靈甫決定上孟良崮吸引共軍主力的電報，又驚又喜，當即命令顧祝同、湯恩伯全力配合張靈甫。華野主力縮小包圍圈，向張靈甫發起攻擊，沈振新也率軍來到孟良崮下，參加對張靈甫的圍攻。蔣介石再次親臨徐州，部署這場大戰。有他來督戰，湯恩伯、李天霞都不敢耍花招，只得打起精神投入戰斗。時逢夏日，烈日當空，山上缺水，張靈甫的部隊苦不堪言。沈振新用上了司馬懿取街亭的計策，派石東根的特務營去奪取孟良崮山上的水源，一下子抓住了攻打孟良崮的要害。是夜，石東根帶領敢死隊奪取了山上的水源，還抓獲了幾個俘虜。顧祝同的大軍全線壓上，形成包圍與反包圍的態勢。黃伯韜和李天霞在蔣介石的壓力下，也拼命進攻，想與張靈甫匯合。張靈甫則與沈振新打得難解難分。
此時，74師因為斷水，士兵們口渴難耐，軍心不穩，張靈甫當著將士們的面，喝下一碗馬尿，以此激勵斗志。他的壯舉和決心令將士們動容，軍心再次振作起來。張靈甫又令旅長盧醒親自率軍前去奪回水源。盧醒與石東根激戰，雙方消耗太大，都無力再出擊。張靈甫又調來了援兵，眼看石東根堅守的陣地就要被突破，水源將重新回到張靈甫手里，恰好葉飛的一個營運送彈藥經過，石東根不由分說把他們留下，并發動了沖鋒，在最后關頭打退了敵人。葉飛的一個營，回去的不到一個排，而且彈藥全被石東根扣下。葉飛大怒，打電話罵沈振新，沈振新連忙向葉飛檢討，答應一定嚴肅查處石東根。但放下電話，他一個轉身，卻命令嘉獎石東根。華野各部隊的進攻更加猛烈，74師斷水又斷糧，軍心又開始動搖。蔣介石派飛機空投物資，有許多落到沈振新的陣地上，張靈甫的士兵氣得七竅生煙又莫可奈何。神槍手王茂生對著飛機射擊，奇跡般打下一架飛機，將士們歡聲雷動。
眼看局勢嚴峻，張靈甫放下了高傲的架子，不得不向顧祝同呼救，顧祝同命令離張靈甫最近的黃伯韜和李天霞去救援。黃伯韜為在蔣介石面前立功，倒很勇猛，但被華野主力死死阻擊，前進不得。陰險的李天霞卻為保存實力，又按兵不動了。顧祝同親自前來督戰，卻撞見李天霞煞有介事地在指揮部擺放了幾十個瓶子，說里面裝的都是氰化鉀，是給他自己和敢死隊準備的，要是救不出張靈甫，他和敢死隊隊員全部殺身成仁，以報效黨國與領袖。顧祝同被感動得熱淚盈眶。圍攻孟良崮的戰役進入關鍵階段，蔣介石下了死命令，誰要是貽誤戰機，軍法從事。黃伯韜拼死沖殺，有了進展。眼看包圍圈即將合攏，蔣介石和顧祝同都又燃起了希望。讓張靈甫再堅持一天，即可大功告成。張靈甫像打了強心陣，組織人馬反撲。粟裕與陳毅都經受了空前的壓力。如果局勢稍有變化，整個華野真的是滅頂之災。粟裕以鋼鐵般的意志，命令各縱隊堅決攻擊，一定要在明天結束戰斗。