7月30日，我军在暴雨中赶到王里庄，切断田柳庄和尚家庄的联系，大家信心百倍决心全歼伪马成龙部。在万余民兵、民工、自卫团配合下，8月2日，我军就在田柳庄防御壕外挖了一道三米多宽、两米多深的环庄封锁沟，作为进攻前沿阵地。战壕外沿还筑起了40多个比敌堡还高一米的碉堡群，在我们的碉堡里，可以把敌人在田柳庄据点的活动看得清清楚楚。形成了与敌壕沟、碉堡对峙的阵势，使敌人援兵难进、败兵难逃，成了瓮中之鳖。修筑工事期间，人民群众无私地献出许多木材、土坯、门板和家用柜橱，构筑碉堡和盖沟。
8月3日，我军开始火力准备，突破口选在田柳庄西北角，我军发炮弹1500余枚，成功地投射炸药20多次。与此同时，我军加紧土工作业，地道一直挖到田柳庄西北角敌人的两个最高的炮楼底下。地面上爆破手前赴后继，连续突击爆破。经两昼夜激战，我军将田柳庄西北角两个最高的炮楼摧毁，外围墙被炸开一个大缺口，地道被炸毁一段。直属团突击部队迅速攻占了该处阵地，为发起总攻开辟了道路。伪团长马成龙急忙组织反冲锋，企图夺回阵地，均被击退。我军巩固阵地后，开始向内围墙挖掘坑道，准备总攻。与此同时，直属团一部乘敌向西北角反冲锋之机，在田柳庄东南角通过地道，贴近据点，爬上围墙，攻占了炮楼，控制了制高点。他们用机枪、步枪、手榴弹压住了敌人的火力，连续打退了敌人的反扑，巩固了阵地。
田柳庄是张景月部防御体系中的支柱，一旦被我军占领，张部势必全线崩溃。张景月先是调来4000余兵力分三路向王里、古河、寨里、邵家岭进犯，企图从南门增援，但我军早就严阵以待，阻击打援，使援敌寸步难行。张景月又派其副司令孟祝三带兵驮送粮弹增援。为了歼灭敌人的有生力量，我军将孟祝三及其先头部队放进田柳庄，歼灭了他的后尾部队。张景月两次对田柳庄的增援失败后，又从临淄调伪军王砚田部来援。我军顽强阻击该敌，王砚田部损失惨重，狼狈逃窜。
第五军分区参加打援战斗。他们先是遇到张景月派参谋长唐锡嘏率特务营连夜增援，天黑时进驻桂河村。第五军分区三个直属连与昌潍独立营负责在此打援。侦察员报告了敌人援兵驻扎的消息。昌潍独立营偷袭桂河村的敌特务营，唐锡嘏只身逃跑，其余官兵悉数被俘。此后，第五军分区三个直属连，在王里迎击张景月派出的援军张天佐的精锐部队孙玉田部。激战整日，击退孙部援军的七次进攻，伪军伤亡惨重、未能前进一步。之后，在昌潍独立营的支援下，对孙部实行前后夹击，敌人阵脚大乱，落荒而逃。打援阻击战的胜利，确保了田柳庄攻坚战的顺利进行。
我军判断，敌人待援无望，困守不成，势必突围逃跑，而要逃回老巢，必定向东南方向突围。我军采取了“围三缺一”的办法，在其他方向加强攻势，故意在东南方向示弱，挖好了封锁沟，集中了十几挺轻重机枪，在封锁沟边埋伏了投弹手，准备了大量的手榴弹。13日上午，孟祝三果然带领一部分人从田柳庄南门突围，企图向张景月的老巢尚家庄逃窜。我军严阵以待的十几挺机枪突然开火，敌人纷纷毙命，幸存的敌人拼命向前冲，跌到封锁沟里的被我军全部消灭。孟祝三也被打伤了一条腿，带着残兵败将缩回村里。我军乘机冲进了田柳庄，与敌人展开了肉搏巷战。在我军强大的攻势下，敌无力招架，纷纷投降。伪团长马成龙、伪副司令孟祝三均被活捉，守敌两千余人全部被歼，田柳庄宣告解放。
张景月得知后，慌忙率残兵弃巢逃窜。我军乘胜解放寿光城。第二次讨张战役结束。此役缴获大炮1门，轻重机枪60挺，长短枪2000余支等以及其他战利品。
田柳庄被攻克，寿光县大部地区解放。