1946年6月26日，蔣介石兵分四路大舉圍攻中原解放區，全面內戰爆發。在華東戰場以31個旅（師）組成三個集團，採取由南向北、由西向東逐步壓縮的方針，分三路向蘇中、淮南、淮北解放區進擊，計劃合擊華中解放區首府淮陰。
7月19日，中央軍委致電山東野戰軍司令員兼政委陳毅和參謀長宋時輪：“徐州附近之作戰關係全局，如打得好，殲滅蔣軍東進主力，則我軍可以南打九十九及五十八等軍，可以切斷徐（州）蚌（埠）路，配合劉鄧大軍發展新局面，雜牌軍亦可能起來反內戰；如打得不好，則蘇中、淮北將處於困難地位”。接到中央電報的陳毅感覺到壓在自己肩上重擔，隨即積極尋找戰機， “決心在淮北打一、二次好仗”，“改變局勢”。
27日，山東野戰軍發起朝陽集戰鬥，斃傷俘敵5000餘人，收復安徽省的朝陽集、時村，直逼夾溝。此戰過後，國民黨軍左路及中路各部均縮踞曹八集、雙溝集固守。只有右路第7軍乘虛東犯， 2個師分佈於泗縣、靈璧一線和五河、固鎮、蚌埠等廣大地區。
陳毅、宋時輪經過分析認為：左路、中路敵人龜縮固守，難以分割全殲；右路敵人兵力分散並處於突出地位，易於被分割殲滅。所以，最後決心放棄原定打擊左路敵軍的作戰計劃，轉打右路敵人。
7月31日，陳毅、宋時輪電告中央軍委：“我軍決以主力向靈壁、泗縣找桂頑求戰，擬先消滅兩個團，再轉而進擊津浦路徐宿段”。雖然內部有許多同志持反對意見，認為在水大、部隊疲睏條件下攻城、打桂系均不妥。但陳毅聽取軍分區指揮員提供的錯誤情報：“泗城外壕水深不過膝”，加之顧及中央的命令，最後還是拍板決定調集主力19個團攻殲泗縣桂系兩團守軍。
泗縣，隸屬於安徽省宿州市，古稱虹縣、泗州，位於安徽省東北部。防守泗縣的是大名鼎鼎的第7軍，號稱“鋼7軍”，是李宗仁白崇禧的看家部隊，既是桂系部隊中王牌中的王牌,也是國軍中的精銳。擅長山地作戰，以近戰夜戰出名,戰鬥力相當強，戰術也很靈活，極不好對付。
本來以這些兵力圍殲泗縣守敵，即使桂軍能打也應該沒問題，然而當時正值暴雨季節，河多溝深的泗縣地區一片澤國。部隊在齊胸的積水中艱難行進，炮車無法跟上，彈藥大多受潮失效，官兵相當疲勞，並且由於部署變更倉促，未能組織各方面攻擊部隊之間的協同動作，致使擔任主攻的八師負擔過重，戰前沒有進行周詳的戰術偵察，倉促間就發起了戰鬥。
8月7日午夜時分，八師以5個營兵力發起攻城，連續爆破勇猛衝擊，不到10分鐘即突破大北門和西北門攻入城內。但守軍組織頑強反撲，攻擊部隊準備不足，未能及時打通兩突破口聯繫，又無有力預備隊和炮火支援。天亮後，守軍以猛烈炮火卡斷城內外聯繫，先對突入西北門的兩營瘋狂連續衝擊，八師部隊無防禦工事依託，傷亡甚重，陣地失去。爾後敵人又集中炮火、飛機、步兵打擊攻入大北門的兩個營，解放軍奮勇反擊，堅守城內陣地。當夜八師投入預備隊3個營接替，仍因力量不足難以發展，形成對峙局面。同時九縱在城東的攻擊未奏效，二縱因河水阻隔既不能攻西門又無法增援大北門。城內八師戰士與敵拼殺竟日，血流遍地，河水為之染紅，但仍然無法取得進展。戰鬥進入相持狀態，自然條件和敵軍態勢對解放軍越來越不利。8月9日夜，指揮部果斷下令八師停止攻擊，全部主力撤至睢寧以西地區休整待機。
由於主攻方向兵力不足，其他方向部隊受暴雨所阻未能機動轉用，經兩晝夜激戰，雖殲敵3000餘人，但泗縣城未能攻克，山東野戰軍亦傷7000餘人。使山野西擊津浦線的計劃流產，八師士氣受挫。
陳毅以一個偉大的革命家的胸懷與擔當，在10月4日給八師領導寫了一封信，正式承認了自己戰役指揮的錯誤。他坦誠自責，勇於擔當使全軍上下都認識到各自的不足，很快就達成共識，凝聚士氣，為以後勝利打下堅實的基礎。
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