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1947年，针对我刘邓大军千里跃进大别山的战略意图，蒋介石调王敬久率国民党第二兵团的整编三十二师、整编六十六师、整编七十师等重兵集结鲁西南，企图消灭刘邓大军或迫使他们退回黄河以北。自7月2日起，刘邓大军先后进行了郓城之战、菏泽之战、定陶之战和巨野独山集、六营集之战等战斗，至7月中旬，将王敬久的整编三十二师和整编七十师全歼，并将敌人最精锐的整编六十六师合围。
在鲁西南战场，国民党整编六十六师师长宋瑞珂屡屡同刘邓大军“过招”，虽没有占到多少便宜，但也没有受到多大的损失。被刘邓大军合围后，国民党第二兵团司令长官王敬久命令他突围，但宋瑞珂很自信，认为“有我们‘钉’在这里，刘伯承就不敢南窜”。于是他利用山东金乡城西北30里处的羊山作为制高点，与山下集镇的民房构成核心阵地，准备凭借有利地形，负隅顽抗到底。
1947年7月13日，刘邓大军扫除了羊山外围阵地后，当天就组织重兵攻打羊山。刘伯承和邓小平决定拿出陈再道的二纵和陈锡联的三纵两支精锐主力作为主攻部队，东西两路同时向羊山发起攻击。但战斗打响后，敌六十六师守军配合得相当好，导致我攻山部队前进受阻，在付出重大伤亡后，于7月14日拂晓被迫撤出战斗。
此后，我二纵和三纵对兵力火力重新做了调整和部署，于17日晚再次发起攻击。羊山有三个突出山峰，居民称东峰为“羊头”，中峰为“羊身”，西峰为“羊尾”。我三纵八旅二十二团虽然攻上了“羊头”，但由于山顶石坚土少，无法构筑工事，天一亮，全团兵力便暴露在敌人守军的火力之下，无法立足，只好又撤出战斗。我二纵的十九团主攻“羊尾”，情况与三纵相似，虽然攻上了“羊尾”，但天亮后遭到敌人炮火轰击，也不得不撤出战斗。
7月19日，刘邓大军投入了三个纵队的兵力，第三次向羊山发起冲击。但由于连降暴雨，导致部分地区水深超过两米，我攻山部队再次受挫，有十几个旅团干部负了伤。7月20日天亮前，刘伯承命令部队撤出战斗。
自羊山战役打响之后，宋瑞珂就发电向南京“表功”。蒋介石也给宋瑞珂发来祝捷电报，电报称:“屹立羊山集的是宋将军，稳住鲁西南局势的也只有宋将军。”此外，蒋介石更不断催促顾祝同调集重兵驰援，7月19日，蒋介石更飞临河南开封，亲自督促部队驰援羊山。然而，国民党各路援军唯恐钻进刘邓大军围点打援的“口袋”，大多行动迟缓。
刘伯承、邓小平权衡再三后认为，这次如果不把敌整编六十六师歼灭，我军随后的南进一定会遭到该部的疯狂追击。况且各路援敌尚在行进途中，完全有迅速消灭羊山守敌的把握。刘伯承鼓励将士们说:“蒋介石送上来的肥肉，我们不能放下筷子！”“别看有蒋介石在开封亲自坐镇，我们也一定会啃下这块硬骨头。”接着，刘、邓调整了作战部署，加强炮火，并使我方兵力上达到了局部优势。
