1947年7月，国民党对山东的重点进攻被粉碎后，又集中六个整编师，自9月1日进攻胶东地区，妄图消灭华野东线兵团，但经过5个月的胶东保卫战，解放军歼灭国民党军6·3万人，国民党军被迫转入“点线防御”，固守济南、青岛等几个大城市、津浦铁路中段和胶济铁路西段地区。在泰安地区，国民党军仅据守着津浦铁路上的泰安、大汶口、磁窑等城镇。他们虽然已无力进行大规模“扫荡”，但为了力求保住“点线防御”，仍对局部地区进行“清剿”。泰安军民英勇打击出扰之敌，努力扭转战局，准备战略大反攻。7月上旬，国民党军再次占领泰安城，“还乡团”猖狂反攻倒算，残害屠杀革命军民。7月15日，国民党村及附近村庄进行轰炸。
1947年8月，为了加强对津浦铁路沿线国民党军的争取瓦解工作成立了“鲁中区第一办事处”，泰安分处由李子恒负责深入敌占区，进行宣传攻势和教育劝导工作。
1948年3月，为加强对泰西地区反“清剿”斗争的领导，冀鲁豫党委和军区决定，秦和珍任泰西地委书记兼军分区政委，李东潮任军分区司令员。地委分析了泰西的斗争形势，针对部分地区国民党军和“还乡团”的袭扰，广泛发动群众，坚决开展反“清剿”斗争。
4月29日，泰西县大队配合军分区二团围歼“还乡团”高建文部160余人，缴获其全部武器、物资。同时，泰西县委召开对敌工作会议，开展政治攻势，先后劝导百余名国民党军地人员投诚。
由于泰安各级党组织加强了对反“围剿”斗争，发动群众生产救灾和对支前战勤工作的领导，军民思想觉悟和革命斗志增强，为参加和支援反攻作战创造了有利条件。
1948年3月，人民解放军山东兵团（原华野东线兵团），从胶东地区会师鲁中，发起胶济铁路春季攻势，于3月11日至22日，发起了周（村）张（店）战役，共歼灭国民党军3·8万人，解放了泰山区的莱芜、章丘、博山及胶济铁路西段沿线城镇15座。4月又发起潍县战役，歼国民党军4·5万人，解放了潍县县城。泰西地委、军分区抓住山东兵团开展春季攻势的时机，歼灭国民党保安第二旅及“还乡团”500余人，扫除平阴、东阿、长清南部多数据点。泰西县大队配合军分区第二团，在泰西县滩青湾围歼了西牛乡公所“还乡团”160余人。
潍县战役结束后，遵照中央军委命令，于5月下旬，许世友、谭震林率华野山东兵团并鲁中军区四个警备团挥师南下，在鲁中、鲁南、渤海军区及泰西军分区等部队配合下，发起了津浦铁路中段夏季攻势（也称津浦中段战役）。5月29日，山东兵团以鲁中军区四个团包围泰安，以第十三纵队及第七纵队一部，分别插入泰安北、南地区，调动济南、兖州之敌出援，以求歼灭增援的国民党军，并寻机夺取泰安。泰安守军国民党整编第八十四师一五五旅弃城逃往济南。肥城、大汶口、界首守军也相继向济南、兖州逃窜。大汶口守军国民党整编第八十四师特务团和保安一旅一团逃跑中被鲁中部队截歼于魏家庄一带。上述城镇被我军收复。人民解放军随即向兖州外围要点曲阜、邹县、宁阳等县城进击，并收复以上三个县城。6月20日，山东兵团以第七纵队、鲁中部队包围兖州，第九、十三纵队分布于兖州南北地区待机消灭徐州、济南援兖州之国民党军。7月1日，人民解放军军紧缩包围兖州并开始攻城。至14日全歼城内守军2·8万人，击毙第十二军军长霍守义，生俘副军长郭洪九。
在人民解放军开始攻打兖州后，济南绥区司令王耀武命令吴化文部整编第九十六军共３个旅南下增援。7月5日至12日，抵达泰安、大汶口一带。战至15日，山东兵团第七纵队在泰安军民配合下，截歼泰安、大汶口守军和吴化文增援部队一六一旅等部共截歼１·１万余人，吴化文率残部退回济南，泰安城和大汶口喜获最后解放。津浦铁路中段战役历时一个半月亦胜利结束。此役共歼国民党军6·4万人，先后解放了泰安、肥城、新泰、兖州、泗水、曲阜、汶上、邹县、滕县等12座县城。至此，泰安周边各县全部解放使山东和冀鲁豫解放区连成一片。
在这次反攻作战中，泰安、泰西县军民积极配合主力部队作战，并担负了重要的支前任务，还借这一大好战机，彻底消灭了国民党地方势力和“还乡团”武装。其中，仅泰西军分区就作战43次，歼灭国民党军730人，缴获大宗武器弹药。
泰安城解放后，为了贯彻新解放城市“安定人心，稳定秩序”的方针，泰山地委派出宣传部长金韬等人组成的城郊工作队，会同泰安县政府、泰城军管会和城防司令部，组织94名地方和军队干部，在泰安城和近郊旧县、篦子店等6个乡，以登记户口方式开展宣传工作，克服群众怕“变天”的思想，稳定了人心和社会秩序，人民群众的生活开始安定。据不完全统计，至1948年8月，泰安城共有4700余户，25800余人，常住人口24000余人。其中，经商户1349户，贫民59户，工人622人，知识分子268人，农民1523人，烈军属153户，其他人员114人。
这段时间，泰安人民在党的领导下取得了一系列历史性胜利。解放区军民以顽强的斗争和重大的牺牲，战胜了国民党军队重点进攻以来的严重困难，迎来了战略反攻的胜利，使泰安人民终于迎来了彻底的解放。此后，泰安各级党组织和政府，带领辖区人民投入了支援战略大决战和迎接全国解放的伟大斗争。