1945年初，八路军山东军区制定了1945年山东战场的攻势作战计划，向各战略区发出《全年山东我军主要作战方向》的指示。对鲁中区的具体部署是：在确有把握的条件下，相机夺取蒙阴城，并逼退胶济铁路以南据点敌人，然后向安丘方向进攻。随后，鲁中军区根据山东军区总的作战意图，发起了春季攻势作战。

3月，鲁中军区部队发起了解放蒙阴城战役。蒙阴县城是日伪军在沂蒙区的一个中心据点和屯兵基地，驻有日军1个中队和伪军12个中队共1200余人。为彻底解放沂蒙山区，鲁中军区决定以第一团、第四团、特务营，第三（泰南）军分区第九团，第二（沂蒙）军分区第十一团、特务营等约5000人的兵力，在地方武装的配合下发起解放蒙阴城战役。鲁中军区司令员王建安亲临前线指挥，并确定由一团（团长钟本才，政委王文轩）担任主攻。3月8日晚10 时，战斗打响，我军首先扫清了东关外围碉堡。接着，鲁中军区侦察英雄曹世范、曹凤洲将西门炸开。至次日拂晓5时占领了城四关，将敌压缩在城内。9日上午，驻新泰日军两个小队向蒙阴城增援，我预伏部队顽强阻击，俘敌1名，其余全部歼于墩台，缴获2台装甲运兵车，小炮2门，重机枪1挺，轻机枪2挺等；同时，张庄日军30余、伪军100余人出动增援，亦被我费北独立营击溃。

9日晚19点30分，一团一营主攻蒙阴城西门，将山炮推至距城门不足200米处，近距离射击，首发命中城门上的炮楼。三连在枪林弹雨中迅速搭桥架梯，强攻占领了西门，并多次打退了日伪军的反扑。同时，我攻城部队先后从东关、北道沟突进城内，相继占领了伪县政府、警察所、保安队部，并打开监狱，解救了数百名被囚同胞。伪县长唐耘三等残敌被压缩在城内西南方向的3个大碉堡中进行顽抗。我军实施飞行爆炸，至10日5时全歼守敌，蒙阴县城获得解放。

蒙阴城战役，共击毙日军中队长以下官兵96人，生俘8人；毙伤伪军255人，俘伪县长唐耘三、伪县大队长石绍武以下官兵956人。缴获重机枪两挺，轻机枪13挺及大宗军用物资。在攻城的同时，外围部队攻克了蒙阴城周围的店子、南官庄、汶南等7个伪据点，解放国土318平方公里， 村庄 290 个，人口70400人。蒙阴县 城的解放，拔除了日军在沂蒙山区的一个重要据点，使鲁中沂蒙区与泰南、泰山地区完全连接起来。参战部队受到罗荣桓、黎玉、肖华首长的通令嘉奖。

攻打蒙阴城期间，县委、县政府积极部署参战、支前等工作。县独立营和各区中队主动请战，配合主力部队作战。县武装部调集2000余民兵支前，各群众团体积极开展拥军活动，对战斗中负伤人员，除在战地进行包扎外，全部护送到旧寨治疗，旧寨人民熬鸡汤送鸡蛋，热情慰问、护理伤员。