第9軍第14師衛立皇部作為東路先鋒，沿著泰山東麓向北推進的時候，在崮山、仲宮一線突遇孫傳方殘部1500餘人伏擊。
衛立皇迅速做出應變部署，令14師第40團正面佯攻牽制崮山陣地守軍，第41團從東側山谷迂迴其側後，崮山守軍1500餘人憑藉山地險峻工事固守了整整一日，
終於在4月25日，衛立皇部第41團突破其側翼，守軍殘兵隨即向濟南東郊潰退，第14師衛立皇部乘勝追擊，於4月25日連克仲宮、郭店防線，4月26日，進抵濟南東郊王舍人莊一線，控制了東郊鐵路支線。
與此同時，第二集團軍孫良成第一方面軍以國民軍第3軍為先鋒，從魯西北上，25日攻克肥城，26日又拿下長清，直至4月27日，前鋒直抵濟南西郊白馬山、段店一線，徹底切斷了張宗唱西逃魯西的公路通道。
27日下午一時，第一軍也順利推進至濟南南郊千佛山、四里山一線，李雲龍當即把軍部設於四里山，命令重炮團在千佛山南麓構築炮兵陣地，炮口直指濟南南門城樓。
濟南東南方向，第9軍第14師與第18軍兩個師也已進抵至柳莊、姚家莊一線，控制了津浦鐵路濟南站以南路段。
濟南城內，張宗唱坐在舊督辦公署之內，接連向天津奉天發電告急。
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「怎麼樣？大帥那邊來消息了嗎？」
「總司令，大帥那邊回復和之前一樣，奉軍主力被馮玉降第二集團軍牽制，現已無兵可援，命我部固守濟南，待奉軍主力突破重圍之後，再來援助我軍。」
「援，援個屁啊！北伐軍現已到了哪裡了？」
「總司令，現在濟南城僅剩洛口渡口一處通道，尚在我軍控制之下，其餘方向道路全被北伐軍占領了。」
就在這時，外面突然傳來一陣嘈雜的腳步和打鬥聲。
「碼的，本來就煩，外面是什麼聲音？」
張宗唱說完之後，立刻便有人進來匯報。
「報告總司令，從兗州，泰安敗退下來的直魯軍現已湧入城內，他們不聽指揮，已經開始沿街劫掠商號、銀號等，城內已陷入一片混亂。」
「碼的，命令督戰隊前往現場，再有輕言潰敗，劫掠百姓者，當街殺無赦！」
「是，總司令。」
「來人吶，立刻召集師級以上主官前來開會。」
「是，總司令。」
4月30日傍晚6時，濟南城督辦公署內，張宗唱正在開直魯軍高級軍事會議。
「諸位，北伐軍已經兵臨城下，濟南已無援軍，恐怕難以固守，因此，我決定命各部隊趁著夜色分批北撤，渡過黃河，退往河北。」
「總司令，就算是全部渡到河北，那也總該有個輕重緩急吧。」
「馨遠兄，你說的對，這樣，連夜把山東銀行中的金庫銀元，軍械庫中的彈藥輜重裝車，運往洛口渡口，悉數給我運至河北。」
「總司令，這恐怕不妥吧，錢財乃身外之物，應該優先把文職人員及其家屬送往河北吧。」
「害，我的部下都是大字不識，哪裡有什麼重要的文職人員？按我說的辦，優先運送銀元和輜重。
命令指魯軍第七師師長張冠武率部3000餘人擔任城防後衛，佯裝固守四門，掩護我植入軍主力撤退。」
「是，總司令。」
「好，各部快去傳令吧，趁著夜色分批後撤。」
「是。」
孫傳方走出督辦公署外，長長的嘆了一口氣。
「有如此豬隊友在，安能不敗！唉！」
分批後撤的命令一經下達，城內的直魯軍殘軍更是直接亂成了一團，各部隊爭相搶奪車輛、渡船，都想自己先渡過黃河。
4月30日入夜，洛口渡口上燈火通明，人聲鼎沸，張宗唱率領總司令部人員與直屬衛隊，乘坐鐵甲車率先離開督辦公署，趕往了洛口渡口渡河。
隨後，直魯聯軍主力與孫傳方殘部共約5萬餘人，分批沿濟路公路湧向洛口渡口，搶渡黃河，夜色之中，各部隊擁擠不堪，車馬爭道，潰兵與民夫混雜。
洛口渡口處，不少人因爭搶渡船落水，最後漂浮在黃河水面之上，直魯軍第七師，分手濟寧四門，不斷的向城外放槍，做出大軍仍在守城的假象，直至5月1日凌晨，陸軍主力部隊基本渡河完畢，第七師師長接到消息之後，立刻下令棄城，向直隸滄州、德州方向退去。
5月1日拂曉，南郊外第一軍第1師楚雲飛部發現城頭火光稀疏，槍聲零落，城內人馬喧囂漸息，隨即立刻上報師部，師部又上報給軍部。
李雲龍當即判斷守軍主力已經潛逃，下令以楚雲飛第三團為先鋒，向南門進行試探性推進。
第三團團長楚雲飛親率第3團進攻，發現城頭之上並無攻擊，當即率領部隊沿正南大街北上，直至南門城下，城門緊閉，城頭之上僅有少數守軍張望，楚雲飛當即向他們喊話。
「我大軍已至城下，開門投降，降者不殺！」
城上守軍稍作遲疑之後，便打開城門，放下武器，選擇了投降，楚雲飛當即率領第三團率先進入城內，沿街肅清零星的散兵，幾乎是同一時間，第18軍的張靈浦團也從東門進入了城內，控制了東關與津浦鐵路濟南站。
第二集團軍方振五部從西關開進城區，控制了西關商鋪外圍。
5月1日上午8時，北伐軍接連開進城內，濟南市民湧上街頭，夾道歡迎北伐軍，不少百姓、商人端著茶水，拿著饅頭塞給士兵。
當日上午9時，李雲龍率先進入濟南舊督辦公署，僅僅過了一個小時之後，總司令親率北伐軍總司令部進駐了濟南舊督辦公署，任命方振五為濟南衛戍司令，以第1師第3團楚雲飛部負責城防治安，嚴查散兵潰勇，整頓城內秩序。
5月1日整天，濟南城內相安無事，不過李雲龍嚴令第18軍不可放鬆警惕，特務營時刻注意日軍的動向。
「軍團長，至4月28日，駐濟日軍已達到3000餘人，他們以商埠區緯四路為界，劃分了東西警備區，沿街修築了街壘，架設了機槍，看來應是準備有所行動。」
「哼，命令張靈浦和楚雲飛的部隊，給我時刻準備著，沒有我的命令，不可鬆懈。」
「是，軍團長。」