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1947年1月，鲁南战役之后，华东野战军统一整编为11个步兵纵队和1个特种兵纵队，第4旅改编为第2纵队第4师。
为了实施对山东的重点进攻，蒋介石先后调集了24个整编师，60个旅的兵力，并以其中最精锐的主力整编师第11、第74师和第5军为骨干，编成第3个兵团，担任主要突击任务，由陆军总司令顾祝同统一指挥，采取加强纵深，密集靠拢，稳扎稳打，步步为营，逐步推进的战法向我进犯。
第2纵队奉命同第7、第8纵队组成左翼兵团，统归第2纵队司令员韦国清指挥，于1947年3月21日冒滂沱大雨，离开周村以南池子头地区南下，经8天连续行军进入滨海地区十字路一带集结待命。
4月24日，第4师随纵队即由十字路地区转至临沂以北，河阳镇以西，配合兄弟部队执行钳制及相机歼灭第整编第74师之任务。
整编第74师是敌人进攻我沂蒙山区的主力，前进较快，亦较突出。野指决心集中野战军主力，以绝对优势兵力歼灭突出之第整编第74师于孟良崮地区，第4师受领任务后，即向界湖及西南攻击前进。
5月15日晨，我野战军主力完成对整编第74师包围。汤恩伯急令第7军及整编第48师驰援整编第74师。我奉命以坚决顽强的动作，不顾一切代价，协同第7纵队钳制与阻击该敌，确保孟良崮战役的胜利。
5月16日，孟良崮战役胜利结束后，第4师随纵队当即转至后庄地区，进行战备休整。
1947年6月下旬，蒋介石兖州军事会议后，全线作了新的调动，再次部署兵力，向我沂蒙山区大举进犯。
第4师随纵队与敌周旋于沂蒙山区达月余。每日每夜冒雨行军，道路崎岖，村落稀少，生活极其艰难困苦。
部队发扬了吃大苦，耐大劳的革命精神，紧紧地拖住了敌人，有力地配合了刘邓大军南渡黄河的战役行动。
由于我华东野战军两侧出击连战皆捷和刘邓大军渡黄河后对敌的致命打击，迫使进攻沂蒙山区的敌人怆惶西援，留置沂水、南麻之线
