在粟裕前去涟水与陈毅会合之时，毛泽东也十分关注粟裕的行止。来电报询问粟裕是否已到陈毅处，指示一起商定下一个战役。10月15日，中央军委和毛泽东给陈毅发来专电，明确指示山东、华中两大野战军会合后，在陈毅领导下，大政方针共同决定，战役指挥交粟裕负责。此前，在10月1日，陈毅曾提出：“华野、山野统一指挥，在军事上多由粟下决心。”军委10月15日发电则进一步明确，“战役指挥交粟负责”，更加肯切明确，也更加重了粟裕肩上的担子。这是中央军委和毛泽东对粟裕指挥才干的充分信任。从此，粟裕挑起了华东战场战役指挥的重担，直到全国解放。粟裕受命指挥之时山野、华野都在作战，部队尚未合编，粟裕首先指挥2个野战军打了一个宿北战役。1946年12月中旬，国民党徐州绥靖公署主任薛岳指挥25个旅，从峄县、宿迁、淮阴和东台四路扑来。敌人这样自西北迤东南700里战线展开的攻势，其战略意图是很明显的，那就是要占领苏北，消灭华东解放军主力，或者迫使我军撤回山东，然后南北夹击，聚而歼之。对于薛岳经营的这次冬季攻势，陈诚是寄予厚望的，他不无自信地宣称：“两个月内消灭苏北共军！”当时在华东战场上，我军不论在数量上还是战略位置上确实都处于明显的劣势。也许正是对其本身所占优势的自恃，促使急于建功的国民党将军们忘乎所以，徐州绥靖公署副主任吴奇伟，亲自督率其中路宿迁一线的7个旅，“越众出班”，浩浩荡荡地向沭阳、新安镇攻来。面对敌人的庞大攻势，粟裕判断：国民党军四路进攻，战线长，间隙大，援不便，而宿迁一路孤立突前，便于我军围而歼之，可以先予以歼灭。经报请中央军委批准，决定集中24个团的兵力，分割包围并歼灭由宿迁进犯之敌。当时，12月的苏北大地，已是衰草枯黄、芦花飞白，满目肃杀气氛。苏北战场第一个冬季会战的序幕就在这里拉开了。
战斗于12月14日晚打响。华东野战军八师奉命首先攻取敌军据守的峰山。它标高虽然只有88.3米，但在地势低洼的宿北平原上却巍然独耸，是全战场的制高点，又是敌六十九师左翼预三旅旅部驻地晓店子的正面屏障，因而是敌军设防的要点。能不能攻占峰山制高点，关系着战役全局，双方争夺的十分激烈，战斗打得十分残酷。在天亮之前，我先头部队终于攻占了峰山之顶。这时敌六十九师师长戴子奇，像输红了眼的赌徒，拿起电话拼命地叫喊，要预三旅旅长魏仁鉴全力夺回峰山。魏仁鉴却要求给予更有力的炮火、空军支援。远离战场的吴奇伟似乎已经感到战场形势不妙，也急忙命令敌十一师师长胡琏：“强渡六塘河，向戴子奇靠拢！”而胡琏却叫苦连天地诉说，他的十一师正受着共军的攻击，工兵营和骑兵营损失严重，要求戴子奇叫六十旅旅长黄保德火速西援。看来胡琏是要各管各了，戴子奇不能指望得到十一师的增援，他只能孤军作战了。
戴子奇是陈诚从军校挑选的高才生，任过十一师师长，调后来担任六十九军军长，带兵打仗都有一套，刚被分割包围时，他镇定自若：“粟裕能够调动的兵力全在此地了，各部收缩阵地构筑工事，待十一师上来会战。”但是，奉命驰援的敌十一师，却被我一纵和八师阻击于六塘河岸而寸步难进。任吴奇伟再三焦急地催进，胡琏站在运河堤上北望高家洼、傅家湖东至人和圩一线，炮声隆隆，烟尘弥漫，那里解放军九纵和二纵围歼六十九师的激战方殷，但却是可望而不可即。这位“蒋校长”宠爱的御林军少壮派的将军，进攻无能，却溜号有术，他充分估计了解放军的胃口，在吞掉六十九师后，在运河北岸吃掉他的十一师将不是很困难的，光棍不吃眼前亏，这位狡猾的将军干脆缩回宿迁去了。
十一师裹足不前，胡琏只好请空军协助戴子奇突围。戴子奇5个旅密集于东西不足12里、南北不足8里的十几个村庄里，双方阵线交错，内线外线浑然一体，空军助战，常有误投，杀伤自己，炸坏防御工事，反为我军所用。突围不成，十一师不上，空军滥炸，将士寒心：“胡琏不会管我们了。”我军一方，八师牢牢控制了峰山，15日晚向晓店子发起攻击，攻破晓店子的战斗干脆利索，敌预三旅被歼，使戴子奇的六十九师折去一翼，并被我军包围于人和圩走投无路。在人和圩一家姓吴的地主家的客厅里，戴子奇惊慌失措，早没了被围初期的镇定自若。他奔向五斗桌，拼命摇电话，但电话线已被切断。他回头看茶几上的一台无线电发报机，但报务员早逃之夭夭，耳机拖在地上。他自知无计可施，忙脱下黄呢大衣，摔掉军官大檐帽，穿一件国民党军士兵棉衣和带有护耳的棉军帽，准备逃命。这时一个卫兵进来报告：“共军已冲进圩子，就要打到师部了”，戴子奇那灰黄的脸色一下子变得煞白。他环顾四周，高级幕僚们早已不知去向，屋里只有一盏暗淡而凄凉的孤灯和一个呆若木鸡的卫兵。他绝望的眼睛望着卫兵手中的驳壳枪，长长叹了口气，然后伸手抓过卫兵手中的枪，准备自杀。但是此时突击部队已冲进指挥所，出现在他面前。他双眼血红，举起驳壳枪想再作顽抗。“哒哒哒”，冲锋枪吐出火舌，戴子奇应声倒地。
天亮不久，粟裕便来到了戴子奇的指挥所，当他刚捡起戴子奇的日记，陈毅便在爽朗的笑声中走了进来。“你看看，写得怎样？”他笑呵呵地递给粟裕一页诗笺。
粟裕接过一看，墨迹未干的四行核桃大字：
敌到运河曲，
聚歼夫何疑？
试看峰山下，
埋了戴子奇。
粟裕连声称好。
第二天，粟裕下令葬戴子奇，并通知其眷属。戴墓前的木牌写道：“为执行反动军令而死的整编第六十九师师长戴子奇之墓。”宿北一仗，彻底歼灭了敌六十九师3个旅，毙戴子奇、魏人鉴以下官兵8宿北战役中缴获的敌军大炮。人，俘敌副师长饶少伟以下官兵13360人，共歼敌21534人。这是山东、华中两大野战军会合后打的一次大规模歼灭战，是比七战七捷中任何一仗都歼敌更多的好仗。刘伯承、邓小平发电庆贺：“宿迁大捷，三军振奋，蒋匪末日，日益迫近。我们正继续以胜利的战斗配合你们。”全军上下一片欢腾。粟裕没有辜负中央军委，毛泽东、陈毅和山东、华中两大野战军官兵所给予的信任和荣誉。然而，更大的胜利，更精彩的篇章还在后头。戴子奇的六十九师被我军歼灭后，正由峄县东向临沂推进的整编第二十六师及第一快速纵队已停下来，在临沂城西南60多里处的向城、卞庄一线观望。恰在此时，中央军委即电示华东野战军：“下步作战似应集中主力歼灭鲁南之敌，并相机收复峄县，使鲁南获得巩固，然后无顾虑地向南发展，但你们如觉得西进迫近津浦有利，也可以。唯宿北战役后，必须略作休整。”宿北战役胜利后，陈粟曾向中央提出了下步行动的三个方案，其中第三案是回师鲁南，歼灭敌二十六师。
12月24日中央军委和毛泽东来电具体指示：“宜集中25个团左右的兵力于鲁南地区，歼灭二十六师。”特别强调鲁南战役关系全局，此战胜利，即使苏北各城全失，亦有办法收复，必须集中兵力，并以先打第二十六师为宜。”至此，华东野战军领导遂最后下了打鲁南战役的决心。1947年元旦的第二天，陈毅司令员对粟裕副司令员说：“蒋介石派军队侵占我解放区，奸淫烧杀，无恶不作，搞得人民流离失所，苦不堪言。现在倒好，二十六师师长马励武回到峄县过快活年去了。老子偏不让他过，你看怎样？”“乘敌不备，攻则必胜嘛。”粟裕副司令员会心地带着微笑回答。就在当晚，我右纵队和左纵队分别从南面和北面向敌人发起攻击。
整编第二十六师，非戴子奇的整编第六十九师可比，这是蒋介石嫡系中的嫡系，是薛岳手中的王牌。特别是配备该师指挥的第一快速纵队，拥有数十辆坦克的1个战车营，这是从蒋介石的二公子蒋纬国为团长的战车团中拨来的。还有装备重榴弹炮24门的1个榴炮团，以及有各式汽车200余辆的1个汽车团；就是该纵配属的2个团步兵也大有来头，那是由蒋介石的外甥俞济时的八十旅中拨来的。这个多兵种合成的快纵，是由美国教官训练，曾出国参加过印缅战役，是国民党军仅有的两个快速纵队之一。敌二十六师不但战斗力强，作战方法也很有特色，根据内部情报，敌整编二十六师师长马励武同第一快速纵队黄司令研究，如解放鲁南战役前，解放军将领（右三为粟裕）的合影。军进攻时，就采取诱至其中央固守区周围（即马家庄附近），用战车巡回袭击的战术使我军片甲不留。粟裕根据敌人上述部署，确定我军采取战役包围与战术分割同时进行，以具有较多山地攻坚经验的部队从北面打，具有平原作战经验的部队从东面打，实施两面钳击，包围分割，迅速各个歼灭敌人。
敌人由于过年，疏于戒备，在我军攻击下陷于猝不及防的混乱状态。激战到1月3日早晨，右路纵队主力以勇猛动作攻占了平山、石城崮、北大窑、凤凰山、向岩、石龙山等要点，歼敌第四十四旅一部，并击退了由马家庄向南岩增援的坦克；第十师一部攻占了四马寨，占领了付山口及其南北的高地，切断了敌人向峄县、枣庄的退路；第八师一部占领了曹家庄，分割了敌第四十四旅和第一六九旅的联系。左路纵队之第一纵队肃清了卞庄外围之敌，攻占了塔山一○二高地，将敌五○五团压缩于卞庄地区，我穿插部队又及时破坏了道路、桥梁，敌快速纵队两次派坦克增援，均未得逞。第一师进到鲁坊、兰陵一线，歼灭敌人一部，割断了整编第二十六师与整编第三十三军的联系。至此，我军左右纵队完成了对敌整编第二十六师及第一快速纵队的战役合围，并部分地实现了战术分割，为各个歼敌创造了条件。
3日下午3时，华野司令部里的电话铃急促地响起来。朱参谋接罢电话向正在下围棋的陈毅报告：“敌人有收缩的态势……”不等朱参谋把话说完，陈司令员说：“料定有这么一招。我们就借用它收缩的机会，下命令展开全面进攻。还有，叫通八师王吉文副师长的电话，要他动作快一点儿攻占马家庄，把敌人的师部打掉。”下棋的对手在听陈司令员发话，手拿着棋子没有放下，陈司令员瞅了对手一眼：“举棋不定，必失一着。”说着，将黑子“啪”的一放，把对方的口给封住了。4日清晨，天低云暗，不久又雨雪纷飞。遇到这样的天气，蒋介石派来支援的几十架飞机，在空中急得嗡嗡叫，也帮不了他们地面部队的忙。地面上道路泥泞，加上我地方武装和民兵早就破坏了贾头以西的主要道路、桥梁，埋上了地雷，挖了反坦克壕，使敌人坦克、车辆行动受阻，乱作一团。我军当即抓住了这一有利战机，一面做歼敌于突围途中的部署和准备，一面加紧猛攻，压缩包围圈。敌人见我攻势猛烈，待援无望，遂决定突围。9时，陈家桥第一快速纵队的第八十旅，在准备突围之际，被我迅速赶到的滨海警备旅、第一纵队及第一师歼灭。10时许，第一快速纵队所余部队及整编第二十六师残部脱离阵地，向西突围，一部沿公路西逃，大部由贾头沿下湖、漏汁湖西窜。我军分兵多路对敌人展开追击，集中各种火炮猛轰，先击毁了前面几辆坦克，造成道路堵塞，敌人队形顿时混乱，争先恐后地竞相逃命，车辆、坦克、火炮陷入泥泞之中，进退维谷。我军发扬勇敢战斗、不怕牺牲的战斗作风，勇猛冲击，将敌人分割成数段，实施近战，以火炮抵近射击。战士们用炸药包、集束手榴弹、燃烧瓶和柴草烧敌人的坦克、车辆，甚至爬上坦克把炸药包捆扎在坦克上，吓得敌人嗷嗷叫，打开顶盖举起白手帕投降。激战到下午3时，整编第二十六师及第一快速纵队3万余人被歼。
整二十六师师长马励武由于回峄县过年，逃过了鲁南平原上的大歼灭战。那些日子里，他身在峄县，仍想着他的二十六师，他在日记中写道：“向城之役，此诚余带兵以来对外对内作战损失最惨最痛之一战也！不仅是个人之不境，实国家（按：这个‘国家’应当解释为蒋、宋、孔、陈四大家族的‘国家’！）之大不境也！悔之莫及！今后用兵更当注意，上峰用兵在战略上指导更应顾虑及之，且（切）勿再蹈覆辙。此役我快速纵队之八十旅2个团均阵亡，部队损失殆尽……何其惨而痛者！追怀当日情形，及今思之，使余心悸悸然，时感不安耳！”悲痛地“悔之莫及”的马励武，在日记中一再警告自己“今后用兵当更注意”“在战略上指导更应顾虑及之”“且（切）勿再蹈覆辙”。但就在写这篇日记后的第五天，马励武又迅速地“蹈”了“覆辙”，剩下的7000官兵连同他自己，全部在峄县被歼灭或俘虏。马励武被俘经过是这样的：整编第二十六师及第一快速纵队被歼后，我军乘胜扩大战果，以主力一部围歼峄县马励武残部和整编第五十一师1个团；另一部向枣庄、齐村的整编第五十一师围攻。1月6日，我包围峄县的部队把县城通往韩庄的交通及通信电话截断。六、七两日，攻下城郊外围据点，并攻克北门外的高山据点，把敌人压缩在城中。八、九两日，敌人为了增强城防，竟派1辆坦克爬上南门城楼作殊死顽抗。这时，我军指挥部在报话机上听到马励武向徐州绥靖公署薛岳请求增援，并火速补充粮食弹药。对方回答说：“请兄忍耐点守着，上边有办法的！”马励武又哀求说：“上边有办法，必须乘前方有办法时才能用得上。如果我这里没办法了，上边纵有办法亦无法挽救。”薛岳还是给马励武打气说：“不久即派大军增援，希你耐守。”陈毅听到这里，不禁哈哈笑道：“我们可等不及了。”遂下令我军奋勇攻占城南关区原整编第二十六师司令部驻地的天主堂。
