“如再不迅速拿下莱阳城，对全局印象很大”，兵团司令部绝对不允许再有闪失！孤注一掷，在2纵阻援战斗连连吃紧的情况下，命令13纵司令员周志坚亲率13纵山炮连（4门）到第一线支援指导，7纵炮兵连也配属37师攻击，师的领导也直接到主攻部队的营、连，下达了当晚必须攻歼守敌。
战况和形势迫使高锐冷静下来，认真研究对策。并亲自到前沿进行侦察，研究当时暗火力点的位置及打法，又到东北角观察了地形、敌情，发现此地冬季水位低并结了冰，塘边可以通过，地形开阔，不易接近，而且守军对这个方向的防御也不象对南面和西面那样重视。而城垣东北角地势较高，解放军各种火器可以超越射击，有利于组织火力掩护爆破和突击。周志坚到一线观察后也发现国军在城隍庙的正面和左右两侧全挖了外壕，3段外壕连成马蹄形，庙后一大片水塘，为敌所利用，7纵20师和13纵37师两次攻击都是从正面和左右两翼进攻，为外壕暗堡火力所阻，所以攻击一再失利。高锐于是接受了111团团长孙华山从东北角攻击的建议并经周志坚同意。决定由111团由此角突破。
第三次攻击在13日黄昏6时开始了。城后东北和西北的解放军炮兵阵地和加强的炮兵共40余门火炮对国军固守点实施大面积覆盖射击，各营机炮连的上百挺轻重机枪和60炮集中射击（60迫击炮居然直接抵近平射！），使用了重新捆绑的几百包大威力炸药包（大的有200斤！）城隍庙淹没在火海之中。半小时后37师投入了最后的预备队111团，与109团、110团从三个方向按照自己新选定的目标突击，连续爆破！各团组织了敢死队，全部端着上了刺刀的枪冲锋！这次攻击突击部队还将辣椒粉包在手榴弹外扔进据点，呛得敌人睁不开眼睛，这可能是我军第一次土制的最简单“毒气弹”了（这也是国军的回忆录中以为解放军使用了毒气的原因）。各营机炮连连长直接率领火箭筒排伴随突击队冲锋！东北角果然是敌人的防御弱点。111团经过大水塘边首先在东北角将守敌一个集团堡炸毁，并顺利通过了缺口，冲进了围墙；接着109团从南面突入，突破外壕，摧毁了外壕内的火力点，并以外壕为依托继续向里面的集团工事攻击。这是第4连接受其他连队两次攻击受挫的教训的结果。他们白天仔细侦察并找到了封锁壕沟的暗堡位置，重新选择了爆破路线。见到壕沟就往下扔炸药包，随着壕沟被炸塌陷，暗堡里的国民党军都被活埋，为后续部队越境过沟铺平了道路，又比较顺利的炸毁了国军围墙上的射孔，炸开缺口，使突击队顺利冲上围墙。此时109团政治部主任陈忠祥被敌60炮击伤，仍然坚持到一线鼓励战士勇猛冲杀向庙内进攻，在兄弟团队胜利的鼓舞下，110团也同样采取勇猛的爆破和突击，从西南角突进去了并打退了国军的一次疯狂反扑。国军军虽然仍利用暗壕、盖沟工事和地堡等拼命抵抗。但终究抵挡不住解放军源源不断涌进据点内的一个个突击连队，一批倒下了，后面一批接着上去，37师虽伤亡惨重，仍抱定决心冲锋不止。连续作战10余昼夜弹尽粮绝的国军，在解放军人海战术下终于无力支撑……
14日凌晨，战斗在硝烟弥漫中顺利结束。胡翼率仅剩17人携带报话机杀出重围从北面突出，沿途历经艰险26日才在太平庄与54师援军会合。
解放军战果统计：歼灭守敌正规军整54师36旅106团全部、108团1营、师直榴弹炮1连、36旅直山炮连、国防部交通兵第1团4连、第2团9连、联勤总部第9兵站之第42及45分站、第14供应站派出所，后方留守处等4000余人，歼灭敌地方部队机关第13专署、莱阳县政府、莱阳保安大队、警察大队等2000余，歼灭土顽还乡团4000余共万余人（实际国军和有组织的还乡团武装不会超过5000），其中生俘正规军2500余人，保安队还乡团5000余人，毙伤正规军1500余，地方部队1000余，缴获榴弹炮2门，山炮4门，迫击炮5门，60炮16门，火箭筒5个，掷弹筒5个，重机枪20挺，轻机枪123挺，冲锋枪205枝，步枪1023枝，短枪25枝，手榴弹1200个，各种炮弹7000多发，各种子弹40多万发，汽车20辆，电台7部，战马30余匹及其他大量军用物资。（原载1947年12月20日，胶东《大公报》）
据华野东兵团战后总结承认，攻莱阳历经10昼夜血战，伤亡7709人（整整是一个师被消灭），7纵基本丧失战斗力，37师元气大伤！
莱阳攻城战为何四个师围攻弹尽源绝的一团孤兵达10昼夜才告攻克，这其中并无太大蹊跷：
在兵员素质上，守军36师106团所部多为参加抗战滇西反攻的老兵，受过正规系统训练，军官绝大部分是黄埔军校毕业，基层军官甚至都立过功，战场经验和单兵素质远在解放军之上，入胶东作战也未受什么损失，心理素质较强，敢打敢拼，特别是最后集中防守城隍庙核心据点后，工事构造合理巧妙，火力配置得体，“团营指挥员决心坚强，固守坚决”（成钧语），更是打出了惊人的意志。
还乡团的战斗力更是发挥到了惊人的水平，他们知道被俘或负伤后就是死路一条，所以在城垣和城隍庙作战中，顽抗到底，还乡团在解放军攻击间隙反复喊话“共产党杀了我们的人，要誓死报仇，现在的机会到了”等等。可见仇恨之深，嚣张至极！
而东兵团此前在胶东保卫战前阶段三个月连续作战，没有后方的大范围迂回和运动使部队减员很大，极度疲劳，思想复杂，补充的士兵成分混乱，甚至有打黑枪情况，所以在攻占莱阳后，部队清洗国民党残部和还乡团的时候，都不直接参与“行刑”，而是让与之有血海深仇的贫农来执行，解放军仅维持秩序，甚至用布遮脸，以免日后被报复！
二、在战略和战术运用上，解放军也存在较大失误，开始担任攻城的7纵司令员成钧在回忆录中承认攻城存在问题，总结为：
1.兵力运用上过于分散，师团都是一线式展开，没有第二梯队，分兵作战导致被敌层层抗击无法集中兵力突破一点，伤亡过重，满足于包围当面之敌，不能继续发展以求得将敌人完全分割切断，使敌有计划退入核心据点造成重创。
2.步炮协同差（我炮兵火力远超过敌人最后却被敌迫击炮压制），重型火力（兵团配属的105榴弹炮）配属在莱阳城外10里以外，只能进行面射，在攻坚能力不足的情况下，各种火器应提前配置，抵近集中射击！
3.没有注意对敌炮火和侧翼的防护，将近半数伤亡为非直接参战，绝大部分伤亡是在对峙中遭敌集中火力(主要是迫击炮与火箭筒)杀伤！
4.到山东两年没有认真学习山东八路军的攻坚技术，爆破与突击等战术动作上不熟练，没有对地形深入分析，猛冲猛打，队型密集，在敌人成型防御体系下以人海战术伤亡惨重直至丧失战斗力！（攻城阶段每天伤亡数百人，野战医院不够使用，征调了3000多担架队来回运送伤员，而水沟头阻击的伤亡比攻城阶段还大）
7纵是有光荣传统的部队，前身是新四军7师，由安徽无为地区游击纵队，原三支队挺进团以及皖南事变突围部队组成，19师前身19旅是7纵最早成立的旅，其中56团由皖南突围出来的新四军特务团一部与无为纵队4个连组成，战斗力较强，为基本部队，然而莱阳战役19师首先丧失战斗力，新四军的底子打光！
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