上官云相亲自出马任总指挥，第二十五集团军总司令李觉代替败将陶广任前敌总指挥，调集主力十四个师，兵分三路企图包围和夹击新四军。
左路兵团是五十二师、一四六师和三十三旅；右路兵团是英国装备的国际突击第一、第二纵队和七十九师：中路兵团是二十八军、忠义救国军。总兵力达六万多人。
国民党军接受了历次惨败的教训，不敢分兵，不敢突出，不敢长驱直入，采取步步为营，齐头缓进的战术，使新四军无法分割包围，企图用优势兵力，迫新四军决战。
敌顽第三次进攻已迫在眉睫。
6 月。
吴家道军区司令部。
大战前，粟裕的日常生活和平时一样，仍住在白水湾吴家道军区司令部。
他处理完来往公文之后，还是稳步走下地主庄院的阶梯，拿着农具到离铁板百叶窗不远的地里劳动，还是经常同老农民聊天。
每天他仍和往常一样喜欢看地图，所不同的是近来他看地图时间更长，神情更专注了。他常常仰起那凸出的前额，伸出手掌，丈量着几乎覆盖了整个墙壁的军事地图。那双深陷的双眼，闪着深邃锐利的目光。他站在地图前，静静沉思，良久不语。
地图所展示的地域，正是南宋、太平天国鏖战失败的古战场。天目山区临近红军抗日选遣队（红十军团）遭受袭击和方志敏同志蒙难的皖浙赣边区，也毗邻项英、叶挺同志被暗算的皖南军部。
这些历史的教训，都提醒着粟裕：“一着不慎，满盘皆输”。
他经过反复的思索，最终确定这次作战的原则是：“诱敌深入，各个击破，集中优势兵力首先歼敌一路。”
5 月28日，三路顽军分别进占新登以北一线，向孝丰以西新四军阵地进逼，与日伪形成合击之势。
29日，粟裕决定乘敌立足未稳之际打乱其进攻部署，确保浙西、浙东的联系，改变日伪顽夹击的态势，争取时间，使分散的主力迅速集中。当夜，第一、七、十支队向顽军第七十九师展开反击。经三日激战，6 月2 日占领新登，歼灭顽军二千二百人。
新四军在这次战役中也伤亡九百余人。此后，双方形成相持态势。
下一步该怎么打呢？
粟裕坚定地说：顽军发动这次大规模进攻是下了最大的决心和作了极周密部署的，这仗非打不可。不打这一仗就不足以粉碎其进攻，不粉碎其进攻，就不能保持战场的主动权。
问题是何时、何地、怎样打才有利呢！
他在琢磨孙子的话：兵无常势，水无常形，能因敌变化而取胜者，谓之神。
他知道，打仗最讲辩证法。因为双方都是活生生的人在行动，敌人同我们一样也会动脑筋会走路，他打着打着变了招，我们就得跟着变招，即使他不变招，我们也常要根据战场上变化了的形势来变换打法。
现在整个情况变了，顽军的力量、部署变了，我们不能一成不变，不可在新登恋战，也不宜死守天目山。如与顽军掖着，拼消耗，则正中顽军下怀。
我们应该主动撤离新登、临安，诱使敌人脱离堡垒阵地，然后在运动中继续消灭顽军有生力量。
撤！暂时放弃天目山。
为了诱敌，新四军不仅撤退时要让出赖以联系南北、连结浙东浙西的许多城镇和土地，而且要故意在敌人面前显露“败象”。
部队向孝丰以北匆匆撤退。
那正是梅雨季节，阴雨连绵。大路山径上满是杂沓的脚印，一路上到处是丢弃的彼军帽、破军衣、米袋子、烂草鞋。负有盛名的方司令（即四十八团团长刘别生）牺牲后，许多人抬着大红棺材，前呼后拥招摇过市；从前线山头撤下来的战士，子弹袋是空的，米袋也是空的；后勤人员在街上到处寻购粮食。
这种种迹象使顽军产生了错觉，认为新四军已是“伤亡惨重，溃不成军”，作出了新四军正“向北溃逃”的错误判断。
粟裕决定，加强战役伪装，诱敌深入，将顽军引向预设战场。他命令第三支队在天目山正面利用地形和工事机动抗击，掩护主力集结和辎重撤退；设在天目山的机关、医院、工厂、报社和军需物资，纷纷向宣长路北转移，并公开向群众告别。
顽军特务、谍报人员将所见所闻不断上报，并夸大其词，那些比较持重的顽军头目也确认“新四军已向北逃窜”。
6 月2 日夜，第十一支队自宫春江东渡后，粟裕命令其负责掩护主力脱离战场。十一支队摆出主力大部队的样子进行运动防御，实际担任后卫的只有一个侦察连。他们且战且退与顽军不即不离，到达孝丰后转入正面阵地防御。第十二支队在完成紧急抢运伤员后，直接进入莫干山区敌后，既为今后主力转入敌后作准备，又成为下一步作战时向顽军侧后实施迂回的机动力量。其他各支队全部在孝丰西北地区隐蔽集结。
6 月9 日，顾祝同电令李觉以主力兵团肃清东西天目山新四军，然后构筑碉堡固守。主力组成左右两个“迸剿”兵团，依托东西天目山，分由临安、宁国两地向孝丰分进合击，务必夺取孝丰，歼灭新四军主力；并续调突击总队第二队和第一四六师前来参战。
李觉奉今后立即调整部署：左“进剿”兵团以江南苏皖边区绥靖指挥部指挥官刘秉哲为指挥官，辖第五十二师、第一四六师、独立第三十三旅、挺进第二纵队、绥靖第一纵队、第二纵队；右“进剿”兵团为第七十九师、突击第一队、突击第二队（欠二个营），以突击总队副司令胡琪三为指挥官。
中间兵分两路，扼守东西天目山各隘口，并策应左右各兵团作战。部署的部队是第二十八军军长陶柳指挥的第一九二师和第六十二师的一个团，以及忠救军第一、第二、第三纵队各三个团和新编第一团；场口及新登附近由挺进第三纵队和浙保第四纵队担任守备。限所属各部于15日前完成各项准备， 18 日前进占各出击要点，19日开始全面进攻。
这次进攻，动用兵力共计十五个师（纵队、旅、突击队），四十五个团（支队、突击营），七万五千人，用于第一线和先后参战的有十个师，三十四个团，五万七千余人。
敌人的大军压境直指孝丰，大有黑云压城城欲摧之势。顽军妄图一举攻占孝丰，围歼新四军。即使围歼不成，至少也要赶新四军退回苏南，或借刀杀人，逼新四军退入杭嘉湖，假日伪之手将新四军消灭。
在撤退中，连日来一批批部队和机关、后勤，日以继夜在孝丰附近粟裕指挥所的小屋前经过，尽管艰苦疲劳，忍饥挨饿，但大家精神饱满，紧张有序。有时粟裕到门口看看，过往的指战员也不时向门里望望，不管是相识的或不相识的，都互投亲切信任的目光，互相都心领神会，准备迎接新的战斗和新的胜利。
在顽军各部向前推进的同时，新四军隐蔽集中在孝丰西北地区的主力，已休整多日，正随时准备投入战斗。粟裕将主力集结于此，既便于向合击圈内外运动，又便于机动对付东西两路顽军。留在孝丰城担任守备的第十一支队和独立第二团已控制了孝丰外围的各制高点，并构筑了必要的工事，随时准备抗击敌人对孝丰城的进攻。
怎样打法？先打哪个？
粟裕仔细地向将领们分析道：“顽军这次进攻兵力虽然众多，但其中路忠救军和第二十八军的主要任务是扼守天目山隘口，意在牵制和防我再次向南突进。该两部因两次受我打击，不敢轻进。东西两路是顽军的主力。西路虽有六个师的兵力，但第一四六师任守备的占了二个团，只一个团参加战斗，并且是担任翼侧掩护；挺纵、绥纵等部或守备或跟进配合，只起辅助作用；进攻的骨干力量是第五十二师和独立第三十三旅。”“独立第三十三旋虽然编制、装备、战斗力与正规师相等，但这个旅为保存实力，好打滑头仗，拣便宜时进得快，碰硬时也溜得快，不会真正出力。第五十二师的一个团在上次作战中已受到歼灭性打击，这次我们要对付的将主要是另两个团。东路有三个师的兵力，突击总队虽然是精锐部队，但我们己与之较量过，突击第一队同第七十九师在新登作战中均被歼一部，战斗力大损；突击第二队前来参战的只占该队的五分之三。所以东西两路的任何一路，我集中力量都有把握予以歼灭。顽军虽然是分进合击，我们必须仍然各个击破。”
对自己的部队，粟裕更是了如指掌：“在兵力上，我军虽只有主力三个纵队的九个支队和一个独立二团共二万余人，顽我兵力总对比是三比一强，但我已完全集中，对付其一路，尤其是集中对付其中一个部队，则我是优势。而且各部队经过前两次作战锻炼，协同动作和战术运用都有提高，已逐渐适应山地战斗；兄弟部队间相互了解团结信任，并抢挑重担，对顽军脾性、特点也已摸到，经几天休整体力有所恢复，粮食尚能勉强维持，部队求战情绪高；地理、群众条件已转为有利于我。顽军已脱离碉堡地带，打运动战正是我军之长。”
大家听了粟裕这精辟的分析，纷纷赞赏。粟裕接着讲：“这次战斗我们采取先阻东打西，后阻西打东的办法，连续作战各个击破两路顽军。作战分两个阶段：第一阶段，先歼西边的左翼骨干第五十二师，并相机歼灭独立第三十三旅；第二阶段，视情况发展移兵东向，再歼顽敌右翼集团。”