1947年2月18日，华东野战军正式下达了消灭李仙洲集团的作战命令，第一步计划计划消灭国民党第73军和李仙洲总部以及新编第36师，第二步计划消灭国民党整编第46师。

王必成的华野第6纵队得到命令如下：“战斗开始后，以一个战斗力较强的师占领和庄，阻击来援的国民党第8军和第12军，该纵其余部队以迅速之动作歼灭吐丝口顽敌新三十六师部队一个团而占领之。”

在吐丝口之战没有开打前，华野高层以及六纵上下对于吐丝口的守敌都没有放在心上，认为只要一战便可以轻松拿下吐丝口，这一仗根本不难打。

19日下午，6纵发出了进攻吐丝口的作战命令：“本纵队定于二十日晚十时开始进攻吐丝口，并拟于二十二日晚完全解决战斗，各部任务如后：（一）十六师由南向北及由西南向东北对口镇之敌攻歼之。（二）着十八师由东向西及由东北向西南对口镇之敌攻歼之。该两师在二十日总攻前查明敌情并驱逐、消灭外围之敌。”

吐丝口守敌仅有国民党新编第36师的师直属部队和第108团，此外还有一些兵站和仓库人员，总共加起来不会超过2个团，真正有战斗力且建制完整的部队只有一个第108团。

按理说以2个师的兵力强大兵力，在一个晚上拿下吐丝口不成问题。但真打起来后，情况就变得非常复杂了，第16师的作战区域因外围没有敌军，提前1个小时发起了进攻。由于国民党守军根本没有察觉到我军的进攻，麻痹大意，第16师以迅雷不及掩耳之势发起突袭、直到10点左右，敌军才明白过来，此时第18师的2个团已经冲了进去。

而第18师的情况完全相反，因事先准备不充分，也没有率先打进吐丝口的打算，竟然迟了1个小时才发起进攻。第16师这边打得火热，第18师则根本没有配合，战斗中要第18师派一个团协同第16师向新编第36师的师部进攻，命令莫名其妙直到第二天天亮了才传达到。

由于新编第36师的抵抗比较顽强，凭借炮火支援顶住了我军的第一轮攻势，激战一夜还固守着吐丝口镇内的一半区域。天亮后，由于国民党军队有空军配合作战，为避免不必要的伤亡，6纵停止了进攻。

20日夜里的第一次进攻失败后，21日下午4点，6纵再度发起进攻，要求全歼敌军。这一次战前准备非常充分，第16师和第18师早早就进入进攻阵地，2个师的部队兵分数路自西向东进攻，新编第36师的抵抗依旧顽强，节节抵抗寸土必争。

在关键时刻更是投掷燃烧弹阻止我军前进，在熊熊大火面前，我军的攻势受挫。天亮以后，因部队太多，就把第18师撤了出来，只留下第16师监视敌军动向。22日上午，国民党军队的主场到了，新编第36师一部在火力掩护下发起数次反击，想要夺回丢失的阵地，但均以失败告终。

2个晚上都没有拿下吐丝口，到22日晚已经是计划的最后期限了。当天下午，第6纵队又抽调生力军第17师和特务团1个营参加战斗，参与进攻的人数又多了，场面一度十分混乱，进攻部署被敌人的火力打乱。进攻时，又因密度太大遭遇敌军火力杀伤，损失极其惨重，一个晚上过去仍旧毫无进展，天一亮攻击就又停止了。

23日，莱芜的国民党军队开始向北突围，第6纵队只能暂时把新编第36师残部放一边，集中注意力对付从莱芜北上的国民党军队。吃了几次亏后，需要周密的部署进攻，使得原计划上午发起的总攻一直拖到了下午，而新编第36师残部也是趁着这个空档，撤离了吐丝口，