豫东战役第一阶段开封战役结束后，24日粟、陈、张致电中野并报军委、华东局、山东兵团，通报拟于6月26日自动放弃开封，待邱清泉兵团、区寿年兵团重占开封兵力分散并向南进犯时，将该敌聚歼该于杞县南北地区，或截其后卫于民权附近。战机不易捕捉，因而部队不能作较长期休息，建议刘陈邓指定南线部队一部监视吴绍周、胡琏两兵团，在北线发起战斗时即以有力一部钳制吴、胡北援。
中野对华野计划心存疑虑，25日中野致电军委，对粟裕的计划提出不同意见：“似嫌歼击企图太多太大”、“似以作分散歼敌办法为好”。
对于粟裕的计划，主席欣然同意，26日寅时主席致电中野、华野，同意粟裕的作战计划，并同时回复25日中野对粟裕作战方案的不同意见：“粟陈张部署在睢杞通许之线(或此线以南)歼敌一路是很适当的。如能歼灭75、72两个师当然更好，否则能歼灭75师也是很好的。”
中野仍持保留意见，27日早晨复电：“似曾按我们25日意见先求拉散敌人，而后寻歼一路为妥。” 如华野俭日(28日)发起战斗，此间已来不及布置。但是如果你们不依靠此间帮助下，能够打这一仗，亦可根据你们当前情况加以确定”。
粟裕即于26日主动撤出开封隐蔽集结半路设伏准备于运动战中寻机歼敌。同日16时华野发出歼灭区寿年兵团的部署命令，根据战场态势，预定6月27日或28日发起战斗。
开封被攻克完全出乎南京小朝廷意料之外，老蒋颜面大失雷霆大怒，御驾亲征飞赴郑、徐督师，严令邱清泉和刘汝明、区寿年等部前往追堵，并下令原本增援兖州的黄百韬兵团掉头南下豫东，西面的孙元良兵团迅速东进，华中剿总副总司令张轸统一指挥胡琏、吴绍周两兵团6个整编师星夜兼程北上，中原战场一时大军云集乱成一团。
当邱清泉部不得不离开鲁西南，为抢头功加速开进，而区寿年举棋不定犹豫不前时，两个兵团一夜之间拉开40公里距离，歼敌战机再次出现，粟裕27日果断下达围歼区兵团命令，命部队边打边查明区兵团部署，在实战中摸清区兵团布防，另以三个纵队阻住邱兵团，睢杞战役(又称豫东战役第二阶段)就此发起，当天晚上粟裕率领华野指挥所进至杞县西南之小湖岗，指挥华野主力插入邱、区两兵团之间。同时连发两电中野，请令陈锡联纵队监视并迟滞张轸、胡琏两兵团，钳制18军。
同日中野回复，监视并吸引18军回援，以保障粟裕作战。
豫东战役鏖战牵动了领袖的心，27日凌晨3时主席致电许谭兵团，要山东兵团7纵及鲁中部队暂时仍应吸引25师、83师援兖，两师不到兖州附近不要解围，以利粟陈张行动。
27日华野发出聚歼区寿年兵团的部署命令，同时连发两电中野，报告华野将于当晚发起对区兵团之作战，请令陈锡联纵队监视并迟滞张轸、胡琏两兵团，钳制18军。
28日徐州黄百韬兵团沿津浦路北上增援兖州，行至滕县以北界河一线时，山东兵团围困兖州部队7纵过早撤围南下，暴露了打援的意图，同时因睢杞战役发起，区寿年兵团陷入重围，黄百韬兵团即被徐州剿总命令增援睢杞战场解区兵团之围，29日黄百韬开始车运前往商丘。
区兵团被围后，为防止徐州黄百韬兵团驰援，粟裕29日指令许谭兵团：目前应采取主动，在国民党军援兖州部队未集中前攻占兖州，迫使国民党军分兵北援。如兖州短期难攻下，则以主力南下威胁徐州，求得歼灭敌25师一部或大部后再转头再打兖州。
30日军委电示中野:“现在是打歼灭战极好时机，粟、陈、唐正围歼区兵团5个旅于睢县地区，吴绍周必兼程北进，如果你们集中全力于运动中围歼该敌，可能打一大胜仗”。同日中野复电，拟于7月1日发起战斗，调动18军回援。
中野的战术是围魏救赵，攻吴拉胡，不是战术阻断。
为了保证豫东战役能在各解放区战场的配合下取得胜利，同日总理为军委起草电令致许世友、谭震林:你们率7纵火速南移，首先围攻滕县，抓住25师，阻其西援。同日许谭复电，提出攻下兖州及南下滕县、临城间扭回25师的部署。
总理对许谭电令用了“火速”一词，刻不容缓。
但黄百韬兵团30日在商丘已集结完毕，兵分四路车运向西直奔睢杞战场了，山东兵团追之不及。7月1日军委电示粟裕，许谭拖住25师已来不及。同时军委告知粟裕，本日刘陈邓对吴绍周作战吸引18军回援，南面顾虑不大。
6月30日聂荣臻、薄一波复电粟裕致冀鲁豫区赵健民、徐运北带独1、3两旅配合11纵过陇海路南作战阻击黄百韬兵团的电令，认为路北敌人仍不断外出抢粮，如果两旅调走，各分区地方武装均不能完成掩护任务，建议两旅仍在路北执行任务。7月1日总理为军委电示聂荣臻、薄一波，通报粟裕部正在围歼区兵团及分割东西来援之敌，形势严峻，要聂、薄速令冀鲁豫独1、3两旅到陇海路南配合作战，不得迟误。
战况十万火急，粟裕不得不惊动军委出面协调其它战略区跨区配合。但两旅到7月3、4日才接到调令，作用已是大减，此时黄百韬已到帝丘店，胡琏已到周口。
至7月2日凌晨华野打掉区寿年的兵团部、75师师部及第16旅一个团，敌兵团司令官区寿年、整编第75 师师长沈澄年被俘。同日下午黄百韬援兵狂奔而来已到帝丘店附近。
华野前委2日发出动员信，号召部队“咬紧牙关，坚持下去”、“为争取此次战役圆满胜利而战”，转用手中有限的兵力，以攻打守，在3日拂晓前将初来乍到的黄百韬团团包围在帝丘店附近地区，先声夺人对黄兵团发起歼灭性攻击，4日打掉黄兵团2个团，5日又歼灭其1个团，一路猛攻将其压制在帝丘店狭小地带准备作最后歼灭。
7月3日华野围歼黄百韬兵团关键时刻，情况紧急之际，粟裕致电中野并军委，恳请中野钳制胡部使其8日前不能到达豫东战役附近太康，以保证华野能在7日前全力歼灭黄兵团。
4日中野致电华野及军委，表示仍以全力保障华野作战。
中野虽然星夜东进阻击吴、胡兵团，但采取的战术是围魏救赵，攻吴拉胡的巧仗，并不是竭尽全力正面阻击。这战术对国军别的将领也许有效，但以胡琏的战术眼光，兼之奸滑似狐，这战术对胡琏无效。胡琏识破中野意图，不按中野的套路走，不理吴绍周被攻击，亲率本部狂奔睢杞战场。
7月4日总理代表军委致电中野：“要中野阻止敌胡吴两兵团北援，以保证粟军南面安全，极关重要。严令陈谢纵队应该全力向胡琏部作真正的攻势战斗，派一部绕过周家口从正面阻止胡琏部北进。要陈谢象陈唐上月在宛东战役时阻击胡琏部一样成功。”
一向温和的总理在电报中措词严厉，很不客气下了两个严令，要陈谢对胡兵团作真正的攻势战斗，严令9纵阻敌不使其东进，表明军委对中野阻击不力的不满。
5日下午1时中野致电军委并粟陈通报战况，陈谢绕过周家口作正面防御已不可能，但使胡琏在7日前不能超过太康仍有可能。但全部拉回胡琏恐已困难，当全力争取。5时又致电华野并军委，通报陈谢部已抓住吴绍周兵团一部，正协同1纵将其割裂战斗中。
6日凌晨、6日下午3时主席罕见连发三电给中野，先是务望中野决心寻歼吴绍周兵团，拖回18军，保障华野取得完全胜利，华野是否继续歼击72师，由粟陈唐张依情况而定。随着主席又致电中野，电令中野“二个方案任取其一”，一是全军跟随敌军到达睢杞，二是以4纵尾随18军进入睢杞，1、2、3纵歼灭吴绍周。总之务必使18军于7月10日前不能超过睢杞，以使得粟裕部在战役结束后有10天的喘息时间北移休整。
华野全军投入战斗，转移兵力连续作战多时，潜力已到极致，因而主席罕见地对中野下达语气这么坚定严厉的电令。二选一，务望……，务使……，是为至盼。
战斗过程中粟裕特别重视战场南面上蔡、商水方向的情况，他派侦察科副科长刘志平带着侦察营两个连和黄文举的骑兵排到南面专门监视胡琏兵团的动向。6日下午刘志平电话报告首长，胡琏兵团先头部队已突破豫皖苏军区两个团的阻击，已到达太康地区。主席当天电令要中野务必使18军于7月10日前不能超过睢杞的目标已无法实现，此时18军先头部队已到达太康，大炮可以打到华野背后了。
东线整74师也从商丘进至宁陵及以西地区，黄国梁整64师也运到商丘有西进夹击华野的企图，邱清泉兵团也绕到了华野侧翼，华野摆了一床菜，却来了四围客人，因转用兵力连续极限作战，部队连续作战潜力已发挥到极致，此时我军腹背受敌局势险恶，为避免后续战斗不利，只能于帝丘店总攻前夕遗憾撤离战场。
6日下午申时中野通报军委及华野，争取使敌18军明天不能超过淮阳。此时华野也致电军委和中野，因形势不利，决定放弃歼黄计划，当晚根据态势先抢运伤员(伤亡近万，因无担架，堆集一线仍多)与胜利品，7日晚主力向北转移。
下午5时中野报军委并粟裕：胡琏11师单独北进，8日可到太康。并报中野很难机动，弹药极缺，打不起消耗仗。
7日中午中野致电军委并粟裕，通报敌军11师好像还被抑留在周口，如胡琏7日午后或8日才北进，则起码要9日才到太康。
中野对胡兵团动向存在情报盲区，对胡琏兵团并不确定，6日电报提到胡琏8日可到太康，7日电报又提到11师好象仍被抑留在周家口、商水，起码要9日才到太康。但实际上胡琏先头部队已在6日下午进入太康。
7日下午华野再次致电军委及刘邓：因国民党军各路援军迫近，加上我军连续作战，已很疲劳，为应付敌人乘我疲劳后进攻，决定放弃对敌人25师等部之作战，北撤休整。
8日军委复电指出:“在来电所述各种情况下，你们的撤退是正确的。”
粟裕在撤兵前摆出全面总攻黄百韬兵团的态势，炮火对着黄百韬兵团狂轰，黄百韬兵团拼尽老命连突围的力量都没有了，在黄惊恐万分焚烧文件准备以死殉蒋时，华野来个神龙摆尾，粟裕指挥部队连同伤员、俘虏及物资于午夜悄悄撤出战斗迅速转移，在敌多路援军四面八方进逼下跳出包围圈，进入预定区域休整。待敌查明我军位置时，我军已休整一周了。
至此，豫东战役的第二阶段即睢杞战役胜利结束，我军继开封战役之后，又歼敌5万余人。
豫东战役是破局之战，敌军、我军之间配合的表现与以往大不相同，在豫东平原作战敌军机械化部队占尽优势，此战敌军精锐倾巢尽出，各部拼尽死力互相呼应配合到位，没有以往保存兵力见死不救的劣迹。反而我军各军配合表现缩水，作战思想未能统一，军委严令友军阻援配合却接连落空。中原战场敌军倾巢而出乱成一团，这一战粟裕可说是刀口舔血，每一步都让人心惊肉跳。
睢杞战役在这种极端不利的条件下，粟裕以21650人的伤亡，取得了歼敌54290的战绩，并且在多路敌军合围之前巧妙跳出包围圈，进入预定区域休整，体现了粟裕超强的军事指挥能力和控场能力，及华野强悍的连续作战能力。军委也十分兴奋，战后中央电贺，评价睢杞战役是继开封胜利之后的伟大胜利，辉煌胜利，这使得豫东战役成为解放战争时期唯一的被中央称誉为是伟大胜利、又是辉煌胜利的战役。此战不仅彻底打乱了国民党在中原的防御体系，更为此后不久的淮海战略决战奠定了坚实基础。
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