参加淮海决战
济南城头插上红旗以后，华东、华北解放区已连成一片，我华东、中原野战军已可全部集中兵力协同作战。敌人被迫退缩在陇海线上，完全处于被动挨打状态。同时我军数量、质量空前发展与提高。至此，我军进入了与敌进行战略决战的新时期。
在此情况下，毛泽东批准我中野、华野举行淮海战役，在9月25日、28日指示中，要求我军在做好充分准备后，方可开始战役行动。
10月9日，华野在曲阜召开了师以上干部参加的，以加强纪律性为中心内容的会议，会议指示各部队立即展开战前准备工作。
第4师根据上级指示，为迎接即将到来的更大规模的攻歼战，于10月13日东移到鲁南蛟龙汪进行休整。
战役第一阶段，是钳制邱、李两兵团，歼灭黄百韬兵团。在华野对黄百韬兵团实施包围过程中，第 4师随纵队由蛟龙汪出发，进至大兴地区。
这时黄百韬兵团已发现我军南下，慌忙向徐州方向撤退，新安镇只留下敌第63军固守。第2纵、第12纵队 奉命攻歼第63军，待我军迫近时，敌第63军也向西逃窜。被我第1纵队包围于窑湾歼灭之。这时黄百韬兵团已逃至西碾庄、曹八集地区被我野战军主力包围。兵团命第2纵队向宿迁以西地区集结，相机歼灭睢宁守敌107军，占领阵地，防止黄百韬兵团向西逃窜。
在黄百韬兵团被围后，邱、李兵团积极东援。这时，第2纵队又奉命向徐州以东贺村猛插，切断邱、李援兵向徐州的退路，由侧后威胁援敌。在此过程中，我第10团攻占文庙，歼敌1个连另1个排，11团攻占陈屯歼敌大部。
此后第4师在郭河、奶奶庙地区构筑阵地，17、18日两天，敌组织强大兵力向我反击，我予敌以大量杀伤，始终坚守阵地。
战役第二阶段，是配合中原野战军歼灭黄维兵团，合围杜聿明集团。此时，黄百韬兵团大部被歼，残敌亦濒临灭亡之际，蒋介石又令李延年兵团和刘汝明兵团北援。
第4师随纵队立即奉命南下宿县西南地区，坚决阻击李、刘援敌。经3天强行军在水池铺、西寺坡一带构筑阻击阵地时，李延年及刘汝明部怆惶退逃，第2纵队奉命南追。
11月30日，徐州“剿总”副总司令杜聿明率邱清泉、李弥、孙元良3个兵团放弃徐州，绕道永城南下，企图进击我中野侧背，解黄维兵团之危，尔后与黄维兵团会师南逃。此时，华野令第2纵队迅速北上，参加合围杜聿明集团的任务。
12月5日，第4师为纵队第一线，赶至大回村、郭楼、堌上、黄崖沟地区，位于包围圈南端，左靠第8纵队，右接第10纵队。
在包围杜聿明集团的过程中，第4师除坚守阵地、击退敌人组织的突围攻击外，并组织了多次出击作战。较大的有第10团第9连在副营长带领下对敌魏小窑出击和第11团魏老窑出击。
战役第三阶段是围歼杜聿明兵团。为了配合平津战役的发起，在歼灭了敌黄维兵团后，我军奉命进行了20天的战地休整。由于黄维兵团被中野全歼，杜聿明集团完全处于孤立无援，坐以待毙的境地。加之连日大雪，敌机空投不易，已濒于弹尽粮绝之境。
于是，我军发动了大规模的火线政治攻势。组织了喊话组、收容组等，把各种宣传品、招降书投进敌人阵地，并用席子、木板树起大幅劝降标语，有时还把食品、香烟留在敌人阵地附近，这对又冷又饿的敌人产生了巨大的效果，开始三五成群，后来成排成连跑过来投诚。杜聿明兵团被困20多天，其内部已混乱不堪。
毛泽东亲自为前线司令部写了《敦促杜聿明投降书》的广播稿，给敌一条生路，但顽固的杜聿明拒绝投降。
华野遂命令发起总攻，第4师与第6师展开向李六庄、范庄、王庄之线攻击，撕开向陈官庄杜聿明集团总部进攻的口子。
1949年1月6日17时40分，在师炮火袭击后，我第11团发起突击，第7连一举突破李门庄西北角，第6连亦由西南发起突击，第9连从中央突破，经5分钟激战，庄西守敌大部被歼，残敌退向庄东。
