他相信蒋介石不会甘心失败。蒋介石确实不甘心丢失开封，做出了邱清泉兵团和区寿年兵团大举反扑开封的决定。
面对敌重兵集团两路来援，粟裕冷静地考虑着下列情况：三、八两纵经宛西、宛东、开封等战役，伤亡已近万人，其余各纵队行军作战月余亦相当疲劳，是连续作战，还是稍事休息？
敌邱兵团兵力密集，战斗力较强，不易分割速歼。区兵团仓促编成，战斗力较弱，区寿年缺少对华野作战经验，比较好打。如能设法诱引邱、区两兵团拉开距离，出现了歼区良机，打还是不打？
如打区兵团，则邱清泉、孙元良、胡琏等兵团以及徐州方向的援军都将纷纷来援，我军可能面对敌军二三个旅进行作战。歼区如不能速决，我军将陷于被动不利地位。
毛主席和中央军委“每次歼敌不超过一个整编师为限度”的指示也不时在粟裕脑海中闪现。
粟裕反来复去衡量、比较，考虑各纵队的特点，作战中可能出现的情况，以及怎样创造和捕捉歼区战机。最后，他认为：三、八纵队取得了开封战役的胜利，人员、武器、弹药都得到补充，其余各纵虽然疲劳，但减员不大，且打了胜伏，士气高昂，仍保持有强大的战斗力，只要部署指挥得当，诱使邱、区两兵团拉开距离，分割围歼区兵团是可以实施的。
对于其他各路援敌，如能像战役第一阶段那样，平汉路方面的敌军增援，由中野各纵阻击，可以保证歼区作战胜利的。特别是如能夺得这一战役的胜利，必将大大加速中原战局向对我军有利的方面发展，为此即使多付出一些代价也是值得的。
但究竟打还是不打，事关重大，必须请示中央军委、毛主席和中原局。
粟裕于6 月24日、 25 日两次将作战预案，报告中央军委并刘怕承、陈毅、邓小平。
毛泽东对粟裕的歼敌计划十分赞赏，拿着电报对朱老总说：“看来粟裕的胃口越来越大。”立即以中央军委名义于25日、 26 日两次复电粟裕，表示：“部署甚好。”“在睢杞通许之线（或此线以南）歼敌一路是很适当的。如能歼灭七十五、七十二两个师当然更好，否则能歼灭七十五师也是很好的。”
粟裕接到毛主席、中央军委的复电，立即作了如下部署：以三、八两纵向通许方向行进，吸引邱兵团南进，使邱、区两兵团之间出现空隙，然后以四个纵队组成突击集团，围歼区兵团；即调十纵队北返，以五个纵队（包括三、八，十纵）阻援。
“睢杞”是河南省的睢县和杞县，位于商丘以西，开封东南，两县毗连。
这个地区一片平川，树木稀少，土质松软，做不起鹿砦障碍和坚固的野战工事。一般大庄子都有破旧的土围寨，围寨外的壕沟，平时一般都干涸无水，所以一向就有“古战场”之称。如今我人民解放军又要在这座古城场上创造新的战绩。
按照部署，华野第三、八纵放弃开封，向通许方向转移，第一、四、六纵向杞县以南集结。
在华野三纵、八纵撤离开封后，邱清泉得意洋洋地开进了开封，开始率部向南追击撤离开封的第三、第八纵队。
区寿年狡猾多疑，误以为第三、第八纵队有向平汉铁路进攻的迹象。他摸不清粟裕的意图，气愤地骂道：“妈的，粟裕又想干什么？”
区兵团进睢杞地区后，举棋不定，徘徊不前，而邱兵团却快速南下。从而，两个兵团拉开了长达四十公里的距离。
27日，浑子集，华野指挥部。
张震指着盘上邱兵团和区兵团拉开的空档，抬头对粟裕说：“我看时机已成熟，区寿年的死期到了。”
粟裕：“那么，立即命令突击集团乘敌犹豫不前，立足未稳之际，揳入敌人纵深，割断敌人联系，包围区寿年并迅速歼灭之。”
张震：“好！”
是夜，突击集团各纵按令行动。
29日晨，突击集团将区兵团兵团部和七十五师、新二十一旅包围于龙王店附近地区，将整七十二师包围于铁佛寺。
阻援集团控制了被包围之敌以西二十公里之杞县至王老集一线，完成了对邱、区兵团的隔离。
当夜，突击集团以一部兵力继续包围敌七十二师，以主力对区兵团兵团部和整七十五师、新二十一旅发起攻击。
战役又一次进入白热化状态。
中原大地，日夜炮火连天。
睢杞战役一打响，惊魂未定的蒋介石愈加慌乱。开封失守已经使他狼狈不堪，睢杞如再打败，中原将无法立足。
区寿年频频求援，蒋介石急得像热锅上的蚂蚁。他又是飞临豫东上空督战；又是派大队飞机轮番轰炸；又是一日三令，要邱清泉的人马火速驰援；又是令黄百韬兵团不要等部队全部到齐。就向睢杞地区进发……
蒋介石的这一切终归徒劳，没能挽救区寿年兵团被歼的厄运。
豫东激战依旧进行，鲜血依旧在流。
激战两昼夜后，敌七十五师第六旅、新二十一旅全部被歼。华野亦伤亡惨重。
7 月1 日，邱清泉部拼命攻击，进至距区部仅十公里的过庄、官庄、屈寨、张阁一线，与华野援阻部队展开激战。
黄百韬兵团从东线调回，带领二十五师、第三纵队、交警二总队拼命西进，已距被包围的整编七十二师所在地——铁佛寺不到十公里的帝丘店。
此时，攻打区兵团的战斗正在进行。
东西两线突来两个兵团对华野第三、八纵队形成钳击之势，战场情况极为严峻。
邱清泉在电话中对区寿年许愿：“寿年兄，你坚持六小时，明天看我的弹着点。”
黄百韬也有电话中说：“寿年兄，坚持住，我离你只有十公里。”
区寿年感激得热泪盈眶：“两位仁兄在我危难之际，如此不弃，解围之后，一定厚报二位。”
战斗更加激烈了，炮声一阵紧似一阵。
粟裕和张震面对突变的形势，立即改变作战方案。当晚，华野即以三个师的绝对优势兵力，围歼龙王店之敌区寿年，炮兵首先实施一小时攻击，然后突击队开始爆破突击。
突击集团士兵冒着密集火力，前赴后继，猛冲猛打，粉碎了区寿年组织的多次抵抗与反扑。
激烈战斗至2 日凌晨子时，会歼区兵团兵团部、整编七十五师师部及第十六旅的一个团，活捉了兵团司令区寿年、七十五师师长沈澄年。
蒋介石于7 月2 日下午6 时于徐州向邱清泉发出了最后通牒，全文如下：雨庵军长弟勋鉴：龙王店失陷，区寿年、沈澄年二同志若非阵亡，必已被俘。中原战局严重万分。两日来连电令弟全力东进增援，而弟违令迟滞，视友军危急不援，以致遭此最大之损失。得报，五内悲惨，不知所止！故今午特飞杞县，甚望与弟空中通话，督促急进，以救榆厢铺与铁佛寺友军之危！此时，惟有弟军东进，一面救援七十五师在榆厢铺之一旅与铁佛寺之七十二师；一面与西进之二十五师会合，方能免颓势，亦所以保全弟军不致孤危被歼也。二十五师今天已攻克王老集，刻正攻击董店，距铁佛寺仅四公里之遥，则七十二师或可在今晚与二十五师会合。但弟若再不全力东进，则该两师已受龙王店失陷的影响，仍觉兵力单薄，孤危可虑。总之，无论战局如何变化，必须以弟部与二十五师、七十二师会合作战，方有转败为胜之望，否则必被各个击破。如此次中原作战失败，则国家前途不堪设想！而此责任全在吾弟所率领第五军负之。以弟部不惟为中原之主力军，而且为全国各军中之主力也。固未能在战场上空与弟通话，故在徐州停机，写此一函空投，以期吾弟能负重责，挽回全局，将功赎罪也！
顺须戎祉中正手启“总统手令”虽然严厉，率领“全国各军中主力”的那位“雨庵军长”，仍然为陈赓兵团阻击于桃林岗之线，万难再前进半步！
此时，华野各参战部队伤亡消耗也不断增大。几天来连续作战，已经相当疲劳，加之战区久旱无雨，井涸河干，饮水奇缺。又值炎热酷暑，终日忍受太阳暴晒，战土体力日渐衰弱，作战困难很大。
针对这种情况，为了鼓励全体官兵，指挥部提出了：“为争取战役的圆满胜利而战”，“不怕疲劳，不怕伤亡，咬紧牙关，坚持下去”，“要有全歼敌人的雄心！要关门打落水狗”等口号。
同时，粟裕命令第一、四、六纵队攻歼黄兵团；第八纵主力及第六纵一个师围歼七十五师残部；第三、十纵队合力继续阻击来犯的邱清泉主力。
7 月2 日晚，各纵不顾伤亡和疲劳，重新投入战斗。
突击集团迅速全歼敌七十五师之十六旅的两个团。在黄兵团向我进攻时完成对其合围。战至4 日拂晓，黄兵团两个团的主力被歼。5日，黄百韬在飞机、大炮的火力掩护下，疯狂反扑，激战七小时，华野给敌大量杀伤，将敌打退。黄昏后，我再次对敌发动攻击，至6 日晨，黄百韬又被歼灭一个团，被迫收缩兵力回帝丘店。
与此同时，西线邱兵团在得到刘汝明部的加强后，主力避开阻击集团正面，由右侧向尹店方向迂回并进，东线七十四师已进宁陵及其以西地区，张轸兵团、胡琏兵团，被阻于淮阳、商水地区。
蒋介石在此时依旧严令：兼程北援，不得有误。
胡琏兵团向太康急进。
大军压境，作战形势对华野极为不利。