周恩來曾經指出：濟南戰役是三大戰役的開端，決戰階段的主要標誌是三大戰役，三大戰役的序幕是濟南戰役。
1948年8月中旬，中共中央軍委和毛澤東提出了要下決心攻克濟南等大城市，以便進而奪取對全局具有決定意義的勝利。我華東野戰軍遵照中央軍委和毛澤東同志關於“攻濟打援”的指示，以7個縱隊組成攻城集團，8個縱隊組成打援集團，于9月16日發起濟南戰役，至24日全殲守敵（內有一個軍起義）。濟南的解放，對於以後進行的三大戰役乃至整個戰略決戰都具有重大的意義。
第一，使敵人的重點防禦開始崩潰。蔣介石因“重點防禦”計劃遭到沉重打擊而表現極大的恐慌，説什麼要重新“研究戰略戰術，使在濟南所犯錯誤不致重復”。美聯社電訊也説，濟南的解放是人民解放軍“動搖蔣介石政權根基”的一個軍事勝利。
第二，通過濟南戰役，摸清了敵人對大城市的設防情況，證明了人民解放軍已具有強大的攻堅能力。經毛澤東同志修改的新華社社論《慶祝濟南解放》中説：攻克濟南“證明人民解放軍強大的攻擊能力，已經是國民黨軍隊無法抵禦的了，任何一個國民黨城市都無法抵禦人民解放軍的攻擊了”。
第三，在殲滅敵重兵集團方面，取得了以軍事打擊為主和爭取敵人起義或投降相結合的經驗。攻打濟南的華東野戰軍，爭取了國民黨整編第九十六軍軍長吳化文率部起義和馬鞍山、千佛山之敵投降；而王耀武妄圖頑抗則被我活捉。濟南戰役瓦解敵軍的經驗，在遼沈、淮海和平津三大戰役中，不僅得到很好的運用，而且有了新的發展。
第四，濟南戰役，提出並解決了與敵人大兵團決戰的一個原則問題，即“攻濟打援”，在一個戰略方向上，集中主力攻殲敵某一集團時，必須以一部兵力攻堅，以更多的兵力阻援或打援；在作戰目的上，首先是攻城（或殲某一集團），其次是殲援敵一部或擊退援敵，以保障攻城。
第五，濟南的解放，增強了奪取遼沈戰役全勝的信心。由於林彪不堅決執行中央軍委和毛澤東同志的指示，發起遼沈戰役半個月後，在“奪取錦州”問題上仍然動搖不定。在中共中央軍委和毛澤東同志的督促下，以及濟南大捷的鼓舞下，林彪終於定下攻錦的決心。東北野戰軍于1948年10月14日攻克了錦州，隨之取得解放長春、全殲敵廖耀湘兵團、解放瀋陽和營口的偉大勝利。接著，東北野戰軍主力遵照中共中央軍委的指示提前入關，協同華北軍區發起了平津戰役。
第六，濟南戰役是為發起淮海戰役作準備。從當時情況看，不先攻克濟南是不能發起淮海戰役的，因為在兵力上敵優我劣，華東我軍主力不能全部集中南下作戰。同時，由於津浦、膠濟兩鐵路不能完全為我所用，人民支援我軍作戰也極不方便。而打下濟南，正如朱德同志所指出的：“對我們很有利，可以利用它原有的工業基礎進行生産。山東交通也很便利，有鐵路、運河，對今後支援大兵團作戰，是一個重要的大後方。同時我們可以騰出十萬餘人，再加上補充幾萬俘虜，足以對付南面的敵人。”這就是説，華東我軍主力可以毫無顧忌地投入中原戰場作戰了。形勢的發展，正如新華社在《慶祝濟南解放》的社論中所説的：“使華東人民解放軍獲得了比以往任何時候更大的自由”。所以在濟南解放的當天，粟裕提出舉行淮海戰役的建議，立即得到了中央軍委和毛澤東同志的讚許。