粟裕对第三纵队的指挥员说：“你们要很好地做好准备，乘敌人后路混乱时，猛烈出击，协同兄弟部队消灭来犯的全部韩顽主力。”

陶勇站起来宣布：“大出击时三团从东南方、八团从正东方向一起打出去。”

八团是一支比较新的部队，又经过一天的激战，正愁缺少冲击力量。所以陶勇把江南增援的舒雨旺营配给八团。

当下散了会，各指挥员赶回到阵地连夜做出击的准备工作。12点，三团和八团按计划出击黄桥东面的三十三师。

5日凌晨3点，黄桥以东之西官庄附近枪声甚密，估计是第二纵队已经抄袭敌后，但未取得联络。粟裕急令第三纵队已出击之两个团迅速猛攻。在第二、三纵队的勇猛攻击下，韩顽拂晓总攻又告失败。

李守维预感大事不妙，急将第八十九军大部集结在黄桥东北一线，企图最后猛扑黄桥或固守待援。到5日8点，他们已被新四军团团包围。

此时粟裕得到情报，韩军增援部队约八个团已进至黄桥东北不远的地方。粟裕原本打算在5日黄昏发起总攻。现在情况发生变化，顽军增援部队虽没有八个团，但两三个团或有可能。为在其增援部队到达之前，先解决当面之敌，粟裕决心尽量提前实行总攻。

这时需要第二纵队派兵一部向分界方向阻止敌增援部队，主力迅速向西攻击。但第二纵队直接联系不上，派人去也太迟。

情急智生，粟裕命令陶勇的三纵以小部队向黄桥以东之敌佯攻，引起敌人回击，形成密集枪声。战场上，枪声就是命令，听到枪声猛烈，叶飞当即令第一纵队迅速南下，王必成则令第二纵队迅速西进，两个纵队如猛虎一般直扑进攻黄桥的顽军。

粟裕得到第二纵队插到如黄公路分界一带，切断了顽军归路的情报时，幽默地对陶勇说：“我们今晚就要消灭韩的嫡系八十九军军部和一一七师。你们纵队趁顽军混乱时，从黄桥东门及其两侧地区全线出击，配合第二纵队聚歼第三十三师，狠狠地打，这样韩德勤就输得连裤子也要送进典当铺子喽！”

5日上午11点半，陶勇从守备部队中抽出力量，把包括炊事员在内的所有人员都组织起来，从黄桥的东门及其两侧地区打了出去，活捉三十三师师长孙启人。到晚上9点，在王必成和陶勇东西合力突击下三十三师大部被消灭，少数残部向东北突围，与其军部及第一一七师靠拢，企图待援或于黄昏后突围。

顽第三十三师昨天还在猛攻黄桥，气焰不可一世，今天却已是兵无斗志、溃不成军。师长孙启人被活捉后说：“不瞒长官，我看过《霸王别姬》的戏，有十面埋伏、四面楚歌，我今天尝到的滋味，比那还要严重得多！”

敌败局已定后，陈毅回到黄桥镇上。粟裕和镇守黄桥几位党政负责同志简单地向陈毅汇报了各自分管工作情况。未几，叶飞派人报告，说顽八十九军军部已被彻底歼灭，军长李守维下落不明（后李明扬派人向新四军联系，在黄桥以北五里的八尺河岸边从溺死人员的尸体中找到了李守维的尸体，陈毅和粟裕命人将其装进棺材送往兴化）。

此时敌人大部主力已被解决，整个战斗可说已初步结束。陈毅和粟裕当即研究追歼顽敌的计划和部署。然后由粟裕下达如下追击命令：第一纵队从西向东往海安进击。第二纵从南方向海安进击。第三纵队绕攻海安东北，截断海安顽军向东台之退路。粟裕强调各部应不顾疲劳，不惜一切牺牲，不重缴获，而在于乘胜追击以占领海安。

此时江南赶来的第二支援军刘亨云营赶到，他们来不及休整就按粟裕命令向海安进击，与叶飞、王必成、陶勇各部主力争先前进，逢水过水，见桥夺桥，边打边追，直取海安。