敌伪撤退后，粟裕和各军分区领导重新回到三仓开会。ＷＥＮｘｕｅＭＩ。ｃＯｍ三仓百姓得到车桥战役胜利消息后欢欣鼓舞，他们敲起锣鼓、放起鞭炮，在街上、田头跳起了秧歌舞。
参加会议的代表惠浴宇、钟民、韦一平、朱克靖、季方、向明、黄逸峰等人格外振奋，喜气洋洋，连连催促陈丕显向叶飞及车桥参战军民发贺电。陈丕显又将众人的意见告诉粟裕，粟裕笑着点点头。
打车桥对长于野战的一师来说是一个挑战。现在七团顺利打下它，粟裕心里真的很高兴。
车桥镇座落在涧河(又名菊花沟)两岸，东西长两里，南北约一里半，涧河上架有五座木桥，形如繁体的“車”字的五横，涧水流经其下，如“车”字中间的一竖，从高处俯瞰全镇，形如繁体的“車”字，因此得名。车桥本是顽固派韩德勤盘踞多年的老巢，还曾一度成为江苏省府所在地。一九四三年二月敌寇扫荡淮宝，韩德勤逃往运河以西，车桥即被日伪所占。随后日伪修筑了更为坚固的工事，形成了完善的防御体系。日寇曾扬言：车桥防御固若金汤，新四军若打下车桥，日军则自动退出华中。不过现在车桥“固若金汤”的防御工事已经被七团的铁锤敲得粉碎。
三月五日凌晨，叶飞一声令下，三旅七团按预定计划出击。在陶勇的亲自指挥下，七团兵一营和二营分别由团长彭德清和参谋长俞炳辉、副团长张云龙和政治处主任蒋新生率领，从北、南两个方向扑进车桥。突击队员悄悄地、以迅雷不及掩耳之势泅水渡过外壕，架起数十架云梯，登上围墙。随后战士们潮涌般地过了深壕。当伪军哨兵发现时，一、三连已经全部突过围墙。整个过程仅花了二十分钟。
激烈的枪声猛然爆响，一连当即向围墙上的两个碉堡发起进攻。战士蔡心田发挥“百步穿杨”神技，飞步靠近碉堡投出手榴弹，手榴弹准确地从敌枪眼里飞进了碉堡，只听“轰”地一声响，碉堡内的敌人全炸懵了。突击组冲了上去，全歼驻守伪军。
第三连一举突进围墙，碉堡守敌以猛烈火力阻拦。战士陈福田腰间别满了手榴弹，冒着弹雨，一手抡着十字镐，一手攀着梯子，“噌噌”飞身爬上三丈高的碉堡顶盖，挖开一个窟窿，将一连串的手榴弹塞进去，将碉堡炸毁，全歼守敌。
二营四连负责攻击伪公安局。但公安局的碉堡距日军小土围子仅三十米，且日军暗堡火力可封锁进攻道路。四连指战员急中生智，在房屋的墙上开洞，一间接一间地一直打通到伪公安局，出其不意地从屋后突然冲进去。屋内的二十多名伪警察不知所措，乖乖地举枪投降。与此同时，二连、六连也顺利突进车桥，在炮兵大队的支援下将伪补充大队部直属队和第三中队、一中队及骑兵排消灭。
日、伪军苏中指挥机关对新四军作战意图及部队调动一无所知，受到突然攻击后顿时不知所措，完全处于被动中。经过一日激战，该镇五十余个碉堡完全被七团攻破，五百伪军全部被歼灭。因炮兵大队没了弹药，火力不足，协同不够，日军固守的碉堡没能打下，未能最后解决战斗。
激战中，“日本反战同盟苏中支部”宣传委员松野觉随攻击部队前进，冒着枪弹进至碉堡旁喊话，以瓦解日军，但日寇顽固不化不为所动。松野觉一喊，敌人就打枪。松野觉无法喊话，十分恼火，从战士身上拿过一支枪，干脆参加战斗。距日寇碉堡二三十米的战壕中，他同敌工部长陈超寰各占一个枪洞口，瞄着敌人碉堡射击。陈超寰一枪打过去没有打进敌人枪眼。松野觉说：“陈部长，看我的！”话音未落，枪声已响，只见敌人碉堡里哄吵一阵，一个敌人倒下去了。松野觉笑着又打了一枪，一个敌人又倒下去了。第三枪没有打到敌人。他眉头一皱，用力推上了第四颗子弹。这时，碉堡里的敌人发现他了。松野觉的枪还没响，人已经朝后倒在地上。——鬼子射来的一颗子弹，正好打到他的头上……
松野觉是日本广岛人，一九四一年十二月在如皋县丰利镇花市街战斗中被陶勇七团俘虏。松野觉有一段时间随师部活动，粟裕和陈丕显都见过他，还知道这个日本小青年酒量很大，连喝几碗也不见醉。在中日关系最黑暗的年代里，松野觉代表日本人民站到了正义这一边。
车桥镇上硝烟正浓，三师参谋长洪学智带一个骑兵排来到叶飞的指挥部。车桥这里一打响，三师第七旅就攻克朱圩子，保障了作战部队北面侧后的安全。随后，洪学智在陶勇的陪同下进入车桥镇内，洪学智仔细地观察了敌人防御体系，向陶勇伸出大拇指，称赞七团勇猛、灵活。
车桥守敌受到攻击后向四周据点呼叫援兵解围。宝应县城东北塔儿头、曹甸镇守敌伪吴漱泉部反应最快，他们立即出动伪军百余人，当日午后进至大施河。但遭遇十八旅第五十二团等警戒部队设立的铜墙铁壁，被迫退回。驻淮阴、淮安、泗阳、涟水的日第六十五师团第五十二旅团六十大队来不及集结就分批驰援车桥之敌。第一批二百四十多名日军分乘七辆汽车增援车桥，行至周庄、芦家滩一带，闯到廖政国、曾如清预设的伏击阵地。
芦家滩地形复杂，东靠西界河，流水湍急，河床险陡，北为一草荡，宽一里，长二里，淤泥陷人，中间形成狭窄口袋形地域，是北路增援之敌的必经之地，也成为此次战役打援的主战场。
当敌人进到设伏阵地前两百米时，一团指战员掀开伪装，从地底下冒出突然出现在敌人面前猛烈开火。手榴弹紧接着一个又一个把鬼子炸得乱窜乱跳。敌人慌忙跳下车，一部分向新四军正面进攻，其余大部就下车散开到公路以北坟地上。这块坟地是廖政国事先设下的地雷阵，闯入坟地的鬼子当即又被炸死炸伤六十余人。残敌只得退守韩庄。
未几，六十大队长山泽亲自指挥的第二批、第三批援敌进入韩庄与第一批残敌会合。
山泽凶狠好斗，心狠手辣，杀人不眨眼，每次战斗都亲临前线，动不动就对“扫荡”的村庄实行“三光政策”，当地军民恨之入骨，早就想将其消灭。一团的战士们谁也不知道山泽长什么样儿，为了彻底将这个恶魔消灭掉，一团二营召集全营的神枪手下令，只要见到身披呢子大衣、舞动指挥刀、大声暴叫的日军军官一律坚决给予消灭。
晚上八点，一团攻入韩庄，毙敌六十余人。在一间被炸毁的破屋里，二营部通信班长发现有一个被炸伤的日军军官正挥动着军刀负隅顽抗，当即将其击伤俘获。营教导员孙伯威得知通信班抓了一个军官，就亲自跑来看。他发现这间屋子的桌子上放着一张地图，旁边还倒着两个日军，看样子是日军的临时指挥所。被俘的家伙穿着一件高级呢制服，臂章、肩章都已撕去，已经看不出军衔。但他的佩刀为银鞘，镶有红绿宝石，还跟着一条一米多高的大狼狗，说明了这个人不是一般的军官。为了查清这个家伙的准确身份，孙伯威立即向团长廖政国报告。廖政国立派懂日语的参谋押着两个被俘士官过来，那俩士官来到跟前，“啪”地立正，敬了一个军礼。原来这个人就是三泽。山泽大队长被俘后威势不减，躺在担架上仍狂呼乱叫，还恶狠狠地瞪着他不肯剖腹的部下。
此时山泽大队被一团打得伤亡惨重，溃不成军。敌兵四散逃窜，有的跳进芦苇淤泥里，有的窜到廖政国的指挥所附近，被警卫员、通信员捉住。天色大明后，战士们仍在到处搜捕溃敌，“活捉鬼子呀!”“缴大炮啊！”的呼喊声，此起彼伏。
三次增援的鬼子共约四五百，此时仅余敌十多人。正在此时，敌第四次增援部队赶到，一百二十多名鬼子乘汽车企图进至小王庄、韩庄之线，遭三分区特务营、一团二营拦路狙击，敌转身逃回周庄据点。听到汽车马达轰鸣，一群头发焦枯、脸目烧肿、浑身污秽的鬼子从躲藏的芦苇荡和民房的灶台下爬出来，没命地向公路逃跑，但被新四军战士跟踪追上，统统捉了回来。