1948年3月，西北野戰軍取得宜川大捷，一次殲滅國民黨軍5個旅后，西安綏靖公署主任胡宗南立即調整部署，將洛陽至潼關之間的守軍西調增援，旨在加強西線對我作戰力量。這樣一來，洛陽一線防御相對空虛，只有第206師兩個旅防守。

針對出現的這一戰機，中央軍委決定正在鄭州、潼關以南地區的華野陳士榘唐亮的第3、8縱隊和中野陳賡謝富治的第4、9縱隊，共同發起洛陽戰役。

關于戰役統一指揮問題，中央軍委這樣明確：“陳謝受陳唐指揮”。也就是說洛陽戰役，華野參謀長陳士榘、政治部主任唐亮統一指揮。

陳士榘經與陳賡以及幾個縱隊領導研究協商，決定以第3、4縱隊擔任攻城，以第8、第9縱隊擔任打援。

洛陽是古都，也是中原重鎮，地處隴海路要沖。盡管守軍兵力不多，但工事非常堅固，城垣非常高厚，同時還有眾多堡壘，易守難攻。

不過，這些難不倒陳士榘。經過近兩年的戰爭實踐，人民解放軍的攻堅能力大大提高。特別是陳士榘麾下的3、8縱隊，成長于山東，一向以善于爆破攻城而著稱。加之，部隊通過打勝仗的不斷補充，我軍的火力打擊能力大幅提高。相對于洛陽守軍，我攻城部隊炮兵的數質量甚至一點都不比國民黨軍差。

陳士榘是我軍一個最愛談論炮、喜歡炮、使用炮的高級將領。特別是在使用炮兵和步炮協同方面，很有一套。

整個洛陽戰役，打得干脆利落。陳士榘的指揮水平得到了充分的發揮。特別是在戰役攻堅階段，陳士榘果斷命令我軍“把山炮、105榴彈炮都推到前面去抵近射擊”，結果是“這次洛陽攻堅用兵不多，發展順利，步炮協同作用甚大”。

洛陽戰役，共殲敵2萬余人，生俘敵中將師長邱行湘、少將副參謀長符紹基、副師長趙云飛等15000余人，斃傷敵4900多人，繳獲大量武器彈藥及其它物資。

戰役總結時，作為整個戰役的指揮員，或許是由于很高興很激動，或許是太有感于炮兵的巨大威力和作用，陳士榘對炮兵在洛陽戰役中的作用說得過多、強調得過多，而對參戰的中原野戰軍的作用說得不夠。盡管說者無心，但下面聽的人還是有相當的感覺。《陳毅傳》這樣記述道：

中原野戰軍堅決執行中央賦予的偉大戰略任務，沖破層層強敵在道道大河上的封鎖攔襲，不得不把重武器埋棄在大雨泥濘之中。對于合同戰術家劉伯承，這是多么痛心的事！中野指戰員目前還在為此焦慮呢！沒有足夠的炮火掩護，中野作戰增加困難、增加傷亡。有的戰斗經驗差的部隊，還因此影響勝利信心。所以那次陳士榘講完，天已黑了，劉伯承還叫大家不要走。劉伯承接著報告，批評了部隊里光靠大炮的心理，強調了過去作戰中摔了多少手榴彈。

看來，不僅聽報告的人有感覺，連劉伯承都坐不住了，他擔心中野由于缺乏炮兵而影響下一步作戰的士氣，因此，不得不對中野的部隊重新強調，不要有過分依靠和強調大炮的心理。

后來，陳毅了解到這一情況后，從兩個野戰軍團結的角度出發，從要求華野部隊戒驕戒躁角度出發，曾專門發電給粟裕、陳士榘并報中央軍委，一方面，在肯定仗指揮得好、打得好的同時，另一方面也“鮮明地批評了這些情況”。

粟裕和陳士榘接到電報后，虛心地表示接受。陳士榘還表示，“講后當時自己也有體會”，“是有毛病的”。他誠懇地“希望各方多加指示”。