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针对这种情形，1949年6月，华东军区决定组织长山岛战役，拔掉山东境内最后一个国民党军队据点，解除其对海上交通的封锁，解放长山列岛，并为以后海上作战积累经验。根据中央军委的指示，第三野战军抽调山东军区及胶东军区的部分军政干部组成“解放长山岛前方指挥部”，战役由华东野战军第二十四军第七十二师、华东军区警备第四旅、警备第五旅、榴弹炮团和胶东军区北海军分区部队参加，山东军区第一副司令员许世友指挥。
  7月初，胶东军区和北海军分区开始进行敌情侦察。7月12日前方指挥部到达前线，全面展开侦察工作。同时，长山岛特区工委向人民群众和反正的国民党军队官兵进行情报搜集。很快将岛上国民党军队兵力、防御体系及地理情况基本查清，并以此绘制了敌军工事及长山岛海滩图。7月中下旬，先后发布《长山列岛敌情通报》和《长山岛蒋军政治情况》。
  对于解放长山岛，中共中央山东分局、山东军区、山东省人民政府也非常重视，连续发出一系列重要指示和命令。前方指挥部成立后，由黄县迁往蓬莱。7月12日，北海专署成立了“解放长山岛北海区支前指挥部”，负责供给、粮务、民工、船务、收俘等支援工作。18日，山东省人民政府成立了“长山岛战役支前办事处”，下设船务、粮秣、财政等科及潍县办事处，并在蓬莱县的刘家旺、栾家口、蓬莱县城设立转运站。
  此次作战，人民解放军没有军舰，全靠民船渡海。为此，胶东区委和行署从附近沿海各县调集渔船和其他民用船889只以及船工3740余名供部队使用。参战部队根据任务、船型、载重量、航速对民船进行编组，与部队建制结合，编入战斗序列，并配以海上和陆地向导。各攻击部队以船为单位组织突击队、火力队、指挥船、抢救队、运输队等。
  7月19日，前方指挥部下达政治动员令。23日，前方指挥部召开参战部队团以上和支前办事处科以上干部会议，时任山东军区副司令员的许世友作动员讲话。各部自上而下深入进行战前动员，迅速掀起练兵和请战高潮。指战员们具体分析渡海作战的困难，研究渡海登陆和对付敌舰的办法，反复进行海上编队、联络、抢滩和泅渡等实战演练，克服怕风浪、怕翻船、怕敌舰的顾虑，士气大涨。前方指挥部根据炮火支援、地理条件和敌人防御等情况对登陆地点进行精心选择，确定了各岛的登陆地点。
  根据长山岛敌情及守备特点，前方指挥部拟定了“夜间接敌，实行强攻，以炮火掩护，逐岛攻击，稳步推进，逐岛占领”的作战方针。作战部署是：第一步，以南长山岛为主攻目标，同时占领大小黑山岛、庙岛、大小竹山岛和北长山岛。以七十二师两个团主攻南长山岛后占领北长山岛。警四旅攻占大小黑山岛和庙岛，并将七十二师拨给的四门山炮，随船带至小黑山岛，以封锁珍珠门，阻歼敌舰北逃。警五旅占领大小竹山岛，以此为依托，保障主攻部队右翼安全。榴弹炮团的两个营及24门榴弹炮集中使用，配于东起抹直口西至西庄一线，负责摧毁敌前沿阵地和纵深火力点，对南长山岛南端实行炮火压制，保障主攻部队突击登陆。警四旅的八门榴弹炮和警五旅的三门榴弹炮，分别置于蓬莱城西黑峰台左右和刘家旺风台山，以击退、阻歼敌舰对正面主攻部队的袭扰。此战役拟于7月29日夜发起，如风不顺，延至30日。第二步，仍采取逐岛攻击的战术，攻击北部的五个岛屿。
  26日至29日，正当战役即将发起之际，战区突遭强台风袭击，使作战船只和船工遭受严重损失，三四百只船被毁坏或失踪，33名船工牺牲，32名船工负伤，作战日期被迫推迟。8月1日，前方指挥部成立修补船只委员会，组织力量全力抢修船只，同时重新从各地抽调船只200余只。8月9日，前方指挥部下达作战命令，将战役发起时间定在8月11日。