向昌邑饮马镇、亭口前进。以三个师继续向东进犯。9月26日，敌整编第八师侵占龙口，27日占黄县，30日占蓬莱。敌整编第二十五师占莱阳后，于9月27日占栖霞，29日占福山，30日占烟台。这样，国民党军虽然侵占了胶东十余座城镇，但兵力被迫分散了。

    东线兵团决心趁敌分兵轻进的有利时机，发起胶河战役，歼国民党军整编第六十四师于胶河西岸的饮马镇地区，以调动进犯胶东内地的国民党军回援，减轻其对胶东腹地的破坏。

    10月2日，敌六十四师主力窜至胶河东岸范家集、流河一带。其先头部队刚进至饮马地区时，我二纵、九纵一线设伏部队误判敌主力已到饮马地区，即令全线出击，猛扑猛打。敌六十四师主力见东线兵团来势凶猛，遂加紧收缩于三户山、郭村、范家集、林家庄地区，组织固守。

    3日，九纵两个师会攻流河，迫敌东逃。二纵六师一部东渡胶河，抢占明家店渡口。九纵七十三、七十五团攻击郭村，七十六、七十七团攻击范家集，未克。二纵五、七师遭敌火力反击，伤亡过大，于拂晓前撤出战斗。与此同时，敌九师拼命向敌六十四师靠拢，胶河初战打成了僵局。

    面对此景，许世友经过冷静的分析研究，决定首先集中兵力夺取三户山。

    4日晚，担负主攻任务的九纵二十五师、二纵六师从东、南、北三个方向发起攻击。不久，三户山即被攻克。随即，九纵、二纵乘胜攻击，歼敌两个团，并将敌主力包围于范家集地区。

    范汉杰没想到我军如此厉害地杀了个“回马枪”，连续挨打的敌六十四师师长黄国梁的不断呼救，让范汉杰意识到问题的严重性，于是不得不暂停对胶东内线的全面“清剿”，抽调援军分东、西、南三路援救六十四师。

    鉴于敌援军到来之前，东线兵团难以全歼范家集守敌。许世友、谭震林决定围点打援，除留九纵一部虚张声势继续围攻范家集外，其他部队全部转入打援。

    6日拂晓，敌九师在飞机和重炮的支援下，从东路向红石山、台前阵地发起猛烈攻势。双方展开了惨烈的拼杀，对阵地反复争夺。

    敌二一一旅从西路向范家集、三户山进攻，严重威胁二纵侧背安全。东线兵团指挥部急令二纵组织强大的兵力，实施正面阻敌。

    二纵参谋长詹化雨带领四师和五师十四团，在常家屯迎头痛击敌二一一旅先头部队。8日凌晨4时许，二纵将敌二一一旅全部包围在山阳庄地区。随后，二纵各师、团同时从四面发起总攻击。经过五个小时激战，敌分别向西北、西南突围，被二纵切成数段，大部迅速被歼。另有一部残敌掉头向西，逃至潍河东岸，被我第六师侦察队歼灭。

    敌六十四师一五六旅和四十五师二一二旅从南路由高密经朱阳北进。一纵独立师一团、七纵主力对敌进行阻歼。7日，当敌一五六旅进至张家庄、二一二旅进至和睦屯附近时，我阻援部队全线出击，大胆穿插分割，将敌包围于郑家庄、官庄、薛家集三个村落。敌企图突围，被我第二十师全歼。

    范汉杰见西路援军被歼，东路、南路援军受阻，困在范家集的整编第六十四师又不得脱身，乃急调整编第八、第五十四师，由蓬莱、牟平经莱阳兼程回援。东线兵团见调动胶东腹地敌军回援目的已达到，遂于10月10日撤出范家集之围，转移到安丘、诸城间的景芝镇以南地区休整。

    胶河战役重创国民党军8个旅，歼其1.2万人，其中俘8000余人。在此期间，第十三纵队于10月4日攻克掖县，歼敌整编第八师2000余人后，移栖霞以南地区休整。第十师在滨北军分区部队配合下，于10月16日上午攻克诸城，歼敌第一五九旅辎重营及国民党地方部队3000余人。至此，国民党的“9月攻势”基本失败，东线兵团开始转