1947年5月16日清晨，解放军的猛烈炮火不断轰鸣，张灵甫在无助的等待中发现，他一直期盼的援军依然没有到来。他不得不选择一再后退，最终蜷缩在孟良崮600高地的一处山洞里。外面传来“活捉张灵甫”，“消灭74师”的喊杀声，张灵甫的内心充满了绝望。他没有想到，自己一直自豪的“中心开花”战术，竟然最终会在“自己人”的手中瓦解！

自1947年5月12日以来，国民党第一兵团司令汤恩伯发起了全面进攻，企图歼灭华东野战军的主力。在这场战斗中，张灵甫的整编74师被摆在了最前线，充当了“硬核桃”——作战的主力。原计划中，张灵甫的74师应当归第一纵队司令李天霞指挥，然而，就在开战前，张灵甫突然要求将部队划归第四纵队司令黄百韬指挥。

得知此事，黄百韬感到相当不满，他对部下说道：“他用的是美式武器，我是日式武器，如何能指挥他？张灵甫比我强，部队战斗力也更强，怎么能让我指挥他？”黄百韬的心里并不踏实，因为他根本不了解张灵甫的准备情况。“我不能负责指挥！”他满心不愿。汤恩伯听后无奈地说道：“我说话他也不听，他已经准备好了，就按他的计划走吧。”为了安抚黄百韬，汤恩伯最后补充道：“你代我指挥，一切责任由我负责。”

张灵甫的整编74师装备精良，拥有美式武器，按理说，这支部队应是国民党军中最强的力量。然而，正是因为张灵甫的个性和决策，这支部队却成了一个“烫手的山芋”。张灵甫身为蒋介石的亲信和嫡系，一向骄傲自满，目中无人。不仅与前任上司李天霞关系紧张，连汤恩伯的命令也敢当面违抗。黄百韬曾在视察74师时表示忧虑：“张灵甫太过自恃，早晚会吃亏。”

果然，黄百韬的预言很快就应验了。在向坦埠进发的过程中，张灵甫本与李天霞、黄百韬有过约定，要齐头并进。然而，整编74师突进时，原本应该配合的整编83师和整编25师却始终未见踪影。张灵甫急忙派人去探查，结果发现，黄百韬的部队仍在原地集结，只派了一个旅驻守远在几十公里之外的山头。李天霞的情况更糟，只派了一个营。张灵甫顿时感到愤怒和无奈。

他迅速向汤恩伯汇报：“我军已突进，友军未能有效支援，我无力指挥，请速令友军向我靠拢。”汤恩伯随即指令各师部火速接近74师，并指派副总司令李延年前往前线督战。

此时，华野的侦察部门截获了汤恩伯的命令，粟裕察觉到，张灵甫的74师已经孤军深入，脱离了左右两翼的掩护。粟裕果断决定，放弃原先攻打国民党第7军和整编第48师的计划，集中兵力分割包围74师，实施“猛虎掏心”战术。

为了彻底歼灭整编74师，华东野战军投入了五个纵队包围并攻击，而另外四个纵队则负责阻击国民党增援部队。5月13日下午4时，整编74师临近坦埠时，便遭遇了许世友第九纵的猛烈进攻，且黄百韬和李天霞的增援部队也未能及时到达。整个战局急转直下，张灵甫的左右两翼变得更加空虚，形势愈加严峻。

直到5月14日，张灵甫依然没有意识到自己的险境，他继续指挥部队向坦埠推进。这时，李延年终于到达了74师师部。张灵甫这才发现，本该在左右两翼提供支援的黄百韬和李天霞的部队根本没有“跟上”。

眼下，张灵甫只有两个选择：一是突破包围，与友军会合；二是退守孟良崮，借助险地坚守并等待增援。考虑到孟良崮周围有着国民党45万大军，张灵甫最终决定将部队撤上孟良崮。他打算通过将74师作为诱饵，引诱华东野战军的主力进攻，从而让外围的国民党军进行围歼。

蒋介石得知张灵甫已退守孟良崮，心情复杂。虽然张灵甫的整编74师被困，他也有些欣慰，因为张灵甫的做法与他心中原本的战术设想相符。蒋介石急忙赶赴徐州坐镇，并致电顾祝同、汤恩伯等人：“命令74师坚守阵地，吸引共军主力，增派十个师支援，务必中心开花，夹击共军，歼陈粟大部。”

然而，张灵甫和蒋介石的设想最终并未能够实现。实施“中心开花”的战术，必须同时满足两个条件：一是张灵甫能坚守阵地，二是友军能够及时增援。但在现实中，这两个条件都未能得到满足。

李天霞的整编83师，在接到命令后，居然只派了一个连冒充旅去增援，最终被解放军的阻击部队歼灭。而黄百韬虽然亲率一个旅前来支援，却因解放军的阻击力量被拖住了。其他增援力量，如整编第11师和第5军等，在外围也被华东野战军的阻击部队挡住，导致增援迟迟未能到达。事实上，许多国民党将领在关键时刻并不真心愿意去救援张灵甫。

粟裕早在张灵甫撤退到孟良崮时就看到了这一点，并对陈毅说道：“张灵甫自信心强，和其他国民党部队矛盾重重，友军未必会拼死来救援。”果然，到了5月15日，张灵甫的整编74师彻底陷入孤立，华东野战军对孟良崮发起了总攻。

在蒋介石和汤恩伯的严令督促下，外围的国民党部队才开始疯狂增援，然而为时已晚。整个战场的局势犹如一块巨大“夹心饼干”，中间是张灵甫的74师，外围是华东野战军的9个纵队，再外面则是国民党10个整编师的增援部队。

在解放军的猛烈炮火下，整编74师逐渐失去抵抗力，最终在5月16日早晨，张灵甫带领部队退守在600高地的一处山洞里。求援无望，张灵甫心生绝望，在临终时，他写下了两封遗书：一封致蒋介石，一封写给妻子王玉玲。在给蒋介石的信中，他写道：

“蒋主席钧鉴：

被困三昼夜，仅余负伤高级将领及卫士二十余人，且弹尽粮绝，援军不至，匪军已将我重围。今职等誓愿成仁殉国，恳祈赐予家属抚恤以终。

此战本应全歼敌寇，奈国军内部抉嫌报复，反致溃败。此风不杀，灭共无日，痛哉，哀哉，顿首再拜。学生灵甫绝笔。”

很快，解放军突破了74师指挥所，张灵甫最终被击毙。关于张灵甫的死因，有三种说