1月14日，粟裕下令停止攻击，研究对策。他与第一师副师长陶勇、第一纵队司令员叶飞、第八师师长何以祥商量，增加攻击枣庄的兵力，第一纵队派两个团，第八师派1个团，协助第一师攻打枣庄。同时，把第一师第三团团长康林找来，一起研究如何在攻城部队中学习和推广爆破技术。
粟裕招呼康林坐下，对他说：“康林同志，你们三团历来是能打硬仗的，可是啃枣庄却啃不动了，怎么样，碰到麻烦了吧？我们师对坚固设防之敌的攻击还是第一次，我把你找来，是想听听你下一步的打算。”
康林说：“师长（当时粟裕仍兼一师师长）命令停止进攻是正确的。我也正准备向张（震东）旅长汇报，我们三团善于打野战，而眼下是攻坚，部队缺乏攻城的作战经验，一下子很难适应。”
“说得对。”粟裕点点头，“但是办法你想过没有，工兵参谋同志？”在粟裕担任新四军江南指挥部副总指挥的时候，康林在那里担任工兵参谋。
康林讲了他对攻城作战的想法和建议。康林认为，要攻破敌人的坚固防御工事，必须使用连续爆破的办法。建议组建一个五六十人的攻城先遣组，分成爆破、火力、突击几个小组，进行专门训练。另外挖一条坑道，直通枣庄城墙脚下，这样爆破更加安全可靠。
粟裕高兴地说：“好啊！毛主席说知己知彼，百战百胜。我们的想法真是不谋而合啊！”转身征询陶勇等同志的意见：“你们以为如何？”陶勇等表示赞成。
粟裕问康林：“你过去学过爆破，你觉得这次有把握吗？火线练兵需要多长时间？敌人的城墙有1丈余宽，炸药包不能太小，这可不像炸个小炮楼子那么容易。”
“有3天时间就可以训练出爆破组。再准备好火力和突击力量，攻城问题可以解决。为了增大爆破威力，一包炸药来它三四十斤。只要炸开一个缺口，部队就可以进去了。”
“对！”粟裕眉毛一扬。“还应该再大一点儿，每包来它五六十斤，让敌人好好地坐坐咱们的土飞机。我们不攻则已，攻则必破。就这样定了，你马上回去组织实施。”
康林临走时，粟裕又嘱咐他：“你回去后，要发动群众，多调查研究。让广大指战员都懂得爆破技术的重要性，学会用爆破来消灭敌人。”
3天以后，粟裕又把康林叫来，了解组建和训练爆破组的情况。康林汇报说，按照师长的指示，发动群众献计献策，解决了不少技术难题，不到3天战土们就掌握了爆破技术，还反复进行了抢占突破口的训练，指战员个个摩拳擦掌，信心百倍。粟裕满意地笑了，点点头说：“很好！”
与此同时，第一纵队、第八师抽调的3个团也冒雪到达指定攻击位置。各部队准备就绪。为给原为东北军的整编第五十一师留最后一次机会，特地给师长周毓英送去陈毅、粟裕署名的劝降信，但是未见积极反应。
粟裕的指挥所离前线很近，敌机不时飞来轰炸扫射，曾经两次射中粟裕住房。有一次，敌军在飞机掩护下朝粟裕的指挥所扑来。粟裕轻轻拍掉敌机轰炸时落在身上的尘土，镇定自若地指挥部队歼击来犯之敌。
在敌机频繁轰炸的情况下，为了不暴露目标，不能生火做饭，粟裕和指挥所的同志一起，用井水泡又冷又硬的煎饼、窝窝头充饥。他对这种生活早已习以为常了。负责生活管理的副官周俊才记述当时情景说：那时野战军首长的伙食标准是每餐一荤一素两菜一汤。但货源少，条件差，有时没有荤菜，就清炒辣椒。粟司令生活简朴，对自己要求很严。有时来了客人，才关照好好招待，也不过是增添一两个菜。枣庄战斗胜利结束后，粟司令说：今天请你们吃一顿。我们做了白米饭，两个菜，一个猪肉炒大葱，一个炒鸡蛋，大家美美地饱餐一顿。
1月19日下午，华东野战军按预定计划对枣庄守敌发起总攻。在炮兵火力支援下，各部进行连续爆破，共打开5个突破口，突入市区，与敌展开逐屋逐堡争夺。战斗到20日13时，守军整编第五十一师师部及两个团被全部歼灭，中将师长周毓英以下官兵3700多人被俘。慑于华东野战军威力，国民党援军迟迟不敢前进，只有临城一路援军与华野第一师第一旅稍有接触。
鲁南战役胜利结束。在从1月2日至20日的18天的时间内，经过两个阶段连续作战，全部歼灭国民党军整编二十六师、整编五十一师和第一快速纵队共5.3万余人，生俘两个中将师长，缴获坦克24辆、汽车474辆、各种炮217门以及其他大量武器装备，创造了华东战场上一个战役歼敌数字的新纪录。1月14日和21日，毛泽东为中共中央军委先后起草两份电报，指示：“枣庄攻克，五十一师全歼，甚好甚慰。望对有功将土予以嘉奖”。指出：“三十五天内你们歼灭第六十九、第二十六、第五十一等三个整师，取得空前大捷”。“鲁南胜利，局面打开，我已夺取主动，敌已陷于被动”。（《毛泽东军事文集》第三卷，军事科学出版社、中央文献出版社，1993年12月，第1版，第618、632页。）
1947年1月23日是农历春节，华东战区双喜临门：一个是鲁南空前大捷，一个是华东野战军正式成立。自从1946年9月23日中共中央指示“山野、华野集中行动，两个指挥部亦应合一”以来，经过4个月的曲折道路，两个野战军终于在胜利声中正式合编为华东野战军，陈毅为司令员兼政治委员，粟裕为副司令员，谭震林为副政治委员，下辖11个步兵纵队，还有一个新组建的特种兵纵队。
粟裕此时感到少有的轻松。他对机要秘书说：“走，小徐，散步去。”
他们踏着积雪，朝村外走去。大雪之后，田野白茫茫一片。除了村头几声犬吠，大地静悄悄的，一改几天来枪炮轰鸣的紧张气氛。粟裕边走边哼学生时代就喜欢唱的歌曲《葡萄仙子》。
云儿飘，星儿摇摇，
海早息了风潮。
爱喧闹的虫，
爱唱歌的鸟，
爱说话的人，
都一齐睡着了。
从宿北战役到鲁南战役，胜利实现了华东战区战局的第一个转折。宿北战役是这一转折的标志，鲁南战役是宿北战役的继续。
粟裕说，在解放战争中，华东战场经历过3个转折：第一转折是从两淮失守到鲁南战役，是主战场由解放区前部转入纵深，两支野战军由战略上配合转为战役上协同的转折；第二个转折，从“七月分兵”到沙土集战役，是由内线歼敌到外线出击的转折，也是由战略防御到战略进攻的转折；第三个转折，从豫东战役到淮海战役，是由战略进攻到战略决战的转折。在这3个转折中，我们有一个由不够自觉到比较自觉的过程。第一个转折，不够自觉，但是取得了实践经验。有了这个经验，第二个、第三个转折就比较自觉了。
后来，栗裕在总结战争实践经验的基础上，创造性地提出了战争转折理论。他认为，战争进程中的转折，包括3个层次，即战略转折、战区转折和战役转折。他所说的战区转折，就是在一个战略区范围内的全局性战略性转折。他说：“在战争全局的转折和战役的转折这两个高低不同层次之间，还存在着一个层次，就是战区的转折。因为中国是一个大国，在全国性的战争中，必须划定几个战区。拿华东战区来说，人口、面积相当于一个中等国家，华东我军兵力也相当于一个中等国家战时兵力，在中央总的战略方针下，有相对独立自主的一个方面。在这个战区内，根据敌我双方的变化，（战局的发展）又形成若干段落。在这一个段落与下一个段落之间，形成了战区的转折。这时，战争的许多方面，如作战对象、作战地域、作战规模、作战方法会发生变化，各方面的关系表现得错综复杂。作为一个战区的指挥员，要注重各个段落之间的转折。这是在战区指挥上最不容易掌握的时节。”（《粟裕战争回忆录》，解放军出版社，1988年11月，第1版，第425—426页。）
这一战区转折理论，加上他的战略转折理论和战役转折理论，构成粟裕的战争转折理论，是他对军事科学的独创性贡献。
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