1947年10月5日，华东野战军渤海纵队在山东博兴小高家庄组建，以渤海军区机关兼纵队机关。纵队司令员袁也烈（渤海军区司令员兼）、副司令员廖容标（渤海军区副司令员兼）、副政治委员周贯五（渤海军区副政治委员兼）、副参谋长官宗礼、政治部副主任欧阳平（兼）、后勤部部长潘友宏。该纵队下辖新编第7师、第11师两个步兵师，1个炮兵营、1个教导营和1个补充团，共1.3万人。

渤海区第3个第7师，1947年10月5日组成，师长曾旭清，政治委员黎同新。该师机关以渤海军区军政学校机关和渤海军区2分区机关一部为基础组建，下辖第1、2、3团。

原渤海军区新特务1团，前身是1945年10月以济阳、齐河、临邑、三边（惠民、商河、济阳）4个县大队组成的渤海2分区第12团，1947年4月升级为军区新特务1团。

原渤海军区新特务2团，前身是1946年9月以原活动于津浦铁路济南至天津间各县的武工队编成的津浦支队，1947年5月升级为军区新特务2团。

原2分区11团和4分区21团一部，前身是以齐河独立团、商河、德平、济阳、临邑、德县、匡五等县大队各一部组成。

渤海区第2个第11师，1947年8月29日在靖远县组成，师长傅继泽，副政治委员秦化龙。该师机关以渤海1分区机关一部为基础组建，下辖第17、18、19团。

原1分区17团，该团前身是1946年以津南支队、黄骅（新海）独立团、沧县独立营各一部组成的津浦支队。

原1分区18团，该团基础是1945年底以南皮、宁津、吴桥3个县大队合编而成。

原1分区19团，该团基础是1947年5月以黄骅、盐山县大队和吴桥县大队一部合编而成。

原渤海军区炮兵营，该营是在1946年8月15日，利用济阳战斗缴获的火炮以军区警卫连和渤海行署警卫营的两个连为基础组成，营长王克义，教导员李毅忱。

1947年10月列入渤海纵队时炮兵营共有5个连：1连是日式105榴弹炮和美式山炮，2、3连是日式山炮，4连是野炮，5连是92步兵炮。

潍县战役后，该营用缴获的火炮为渤海军区组建了一个炮兵连，同时第5连调归第11师。

1947年10月，渤海纵队由渤海军区地方武装升级组成。

1948年初，为配合华野主力行动，毛泽东指示华东局，由许世友、谭震林率领七、九、十三纵队组成山东兵团。山东兵团为切断青岛济南之间国民党军队联系，使胶东、鲁中、渤海三块解放区连成一片，决定向胶济铁路西段出击，即周张战役。2月25日，华东局复电山东兵团同意其计划，并决定在战役期间，将渤海纵队调归山东兵团指挥。

1948年3月10日，解放军山东兵团发动对周村、张店的进攻，3月12日、13日，渤海纵队先后攻占邹平、章丘。3月20日，渤海纵队占领桓台。同日，中央军委指示山东军团下一步攻打昌乐、潍县。山东兵团经过分析，决定以九纵、渤海纵队及鲁中军区部队共23个团攻打潍县。

1948年4月12日，渤海纵队新七师开始进攻潍县外围西关、南关，一度受挫后及时调整战略，集中力量进攻南关，至18日南关战斗胜利结束。至4月24日，渤海纵队及兄弟部队攻占潍县西城。27日，解放东城，潍县全境解放。

潍县战役后，山东兵团短暂休整，即开始准备济南战役。5月20日，山东兵团决定，渤海纵队牵制济南方向国民党军兵力，配合鲁中军区部队攻打泰安的行动。

1948年7月，华野与山东兵团汇合，共同准备济南战役。8月29日华野前委曲阜会议决定，根据中央指示，华野部队分为攻坚和阻援打援两大集团，其中渤海纵队与九纵及渤海军区部队组成攻坚集团的东路集团，协助担任主攻的西路集团攻济。

9月16日起，渤海纵队进入攻济阵地，由东北方向向济南进攻。至25日，济南解放。是役渤海纵队歼敌8000人，缴枪7000条。

济南战役胜利后，渤海纵队担任济南郊区的警备任务。此时，华野已经开始做淮海战役的准备。1948年11月21日，渤海纵队接华东野战军首长电令南下参加淮海战役。11日30日晚进占徐州，担任警戒任务。

1948年12月11日，渤海纵队开始参与对杜聿明集团的围攻战。1949年1月2日，粟裕、谭震林、陈士榘、张震联名命令开始对杜聿明集团总攻，渤海纵队属东集团，向敌东部阵地突击。至1月10日，杜聿明集团残补被歼灭，淮海战役胜利。

1949年2月,渤海纵队与在淮海战役第一阶段起义的的国民党59军一张克侠部合编为中国人民解放军第33军,隶属中国人民解放军第三野战军第9兵团建制。张克侠任军长，韩念龙任政治委员，张震球、孟绍濂（兼参谋长）任副军长，黄径琛任副参谋长，欧阳平任政治部主任。