王耀武判断共军的主攻是在平坦的城西，实际上解放军的确是计划在城西主攻，但许世友的部下聂凤智在城东突然出击，当即拿下可以俯瞰济南全城的制高点茂陵、砚池两山。王耀武判断解放军要开始行动，果断动用预备队。双方在城东展开拉锯大战，这时城西的解放军主力宋时轮部开始进攻，王耀武现在只能指望自己能依托外城和西防区的防线守住15日，杜聿明如约带着援军用15天杀到济南。但是，19日晚，他的济南西区防区司令吴化文倒戈。吴化文的倒戈，使战局更加恶化。从19日打到22日，司令部所在省政府已经遭到解放军炮击。王耀武遂在北极庙西侧成仁祠设司令官指挥部，与依然在省府的参谋长指挥部成犄角之势。23日到24日，外城逐步失守，到24日上午，王耀武只能控制大明湖北岸不足一平方公里的狭小区域，整个区域全部在解放军步枪射程内。
即使在这种情况下，王耀武的指挥依然没有乱，其军事能力可见一斑。王耀武下令提前开饭，然后指着“成仁祠”的匾额，对部下说的却是“此不同于抗日，不必萌发轻生的念头”，要大家各自珍重。然后自己还打算带一个营出去，回去向校长交差。
王耀武带了十五旅高子曰团的一个营，乘解放军意料不及，猛然向城北沼泽地带突围。进至一华里处一个小村庄，伏在一家民房中。等到解放军发觉，他已让该营南撤，而他自己则换上便衣，反向解放军问路，往东而去。值得一提的是，解放军是从东杀过来的，他的逃跑路线，不是直接往西，而是先往解放区深入，准备寻机再西返。实际上他也一度西返，因为听到谣传说援军到了，因此就往西走了一段路，结果发现援军没有到，又再往东走。
他被人发现，说起来还真是人算不如天算。他上茅房解手，拉完了按照日常习惯拿出白色的草纸擦屁股。若在今日，这一定不会有什么人在意，但是当年的中国，用草纸，还是白生生的软软的草纸擦屁股，那可太罕见了。当即就有老农提着裤子追赶，报告了解放军。一查问之下，王耀武倒也干脆，就直接认了“我就是王耀武”。至此，粟裕和王耀武之间的精彩对决也画上了句号。
