根据战场敌情的变化，华东野战军立即调整部署，决定以第一、第二、第七纵队组成西突击集团，第四、第八纵队组成东突击集团，于二十三日向莱芜及以北地区的两侧发动强攻。

猬集在莱芜城内的几万国民党军犹如惊弓之鸟，军官们对或是固守待援、或是向北突围意见不一。李仙洲不断地向王耀武发去求援电报，王耀武认为根据以往的作战经验，指望援军到莱芜解围是不可能的。即使陈诚派出部队前去解围，也会在半路遭到共军的截击。那么没等援军到达，莱芜守军就会被歼。同时，莱芜守军粮弹缺乏，几万人的部队指望空投无济于事，如果弹尽粮绝，莱芜守军还是死路一条。此外，被围困在吐丝口的新编三十六师一再请求解围，但目前那个方向已无兵可派，新编三十六师的下场也很可能是被歼。分析之后，王耀武的结论是：莱芜距离北面的补给站吐丝口镇只有十三公里，既然固守莱芜极为不利，与其坐等被歼，不如突围而出，与新编三十六师会合，这样东可支援淄博，西可保卫济南，又可以解吐丝口之围，难道李仙洲的几万大军连十三公里的路都走不出去？王耀武不信。他派他的副参谋长罗幸理飞往南京，将突围部署当面送请蒋介石审定。蒋介石给王耀武回了一封亲笔信，由于预感战局不妙，口气里有了一丝悲凉：

罗副参谋长带来的信已收阅。敌前撤退如部署不周密，掌握不确实，就会受到挫折。应作周密部署，并派强有力的部队担任后尾及侧尾的掩护。固守吐丝口的新编三十六师必须坚守原阵地，以作北撤部队的依托。我当严令王叔铭指挥空军集中力量轰炸扫射，竭力掩护部队转移。并祈上帝保佑我北撤部队的安全和胜利。

李仙洲接到命令后，立即部署，决定二十三日开始北撤。

也许李仙洲心里明白，此时撤退是极其危险的举动，因为陈毅和粟裕的部队必定会在他撤退的路上等着他。但是他依旧心存侥幸，认为他的两个军总兵力并不比陈毅和粟裕部少，而且自己的火力强劲，只要动作坚决迅速，损失是免不了的，但冲出去还是有把握的--纵然共产党军队一向胃口很大，也没听说他们一口吞下过国军的两个军。

李仙洲不知道的是，企图把他全部消灭的，除了华东野战军的官兵之外，还有跟随共产党军队作战的无数贫苦农民。如果李仙洲知道此刻支持着陈粟大军的农民的确切数量，不知他还有没有勇气走出莱芜城。

战后根据有关方面的粗略统计，莱芜战役中，鲁中地区参加各种战勤的农民已达到五百万之多，而直接在战场为华东野战军提供作战服务的就有五十多万。由支前民兵组成的四十多个“子弟兵团”随军行动，由青壮年组成的战场救护队抬着一万六千多副担架和一万多辆小车，华东野战军移动到哪里，他们便一步不离地跟随到哪里。莱芜县的十万农民，已经把以莱芜为中心向南北延伸而去的数百公里的公路完全破坏，使得国民党军的坦克和汽车根本无法通行。莱芜四周所有的大路小路上，布满了民兵的岗哨，国民党军队派出的任何一支侦察部队都会落入他们之手。战后统计，仅民兵抓获的国民党军侦察人员就有近四千人。与之相反的是，莱芜战役中，仅给华东野战军带路的农民就多达八千余人，其中不少是老人和孩子，有的妇女甚至背着孩子带领部队穿越蜿蜒的山路。陈粟近二十万大军云集狭窄的歼敌地域，官兵吃饭和骡马吃草是一个大问题。在那些日子里，鲁中大地到处是石磨和碾子的滚动之声，农民们自己吃野菜，把自己家中仅有的粮食奉献出来，男女老少，村村户户，碾米磨面，昼夜不息。莱芜县朱家宅子是一个仅有一百二十户人家的小村子，但仅在一九四七年二月十五日这天，全村就摊了一千八百五十斤煎饼，烙了一千二百斤白面饼，碾出了两千八百斤小米，磨出了一千八百斤面粉，还筹集了近六千斤的柴草，然后男人、女人、老人和孩子一起推起木制的小推车将这些东西送上前线。