1946年8月7日，新四军军长兼山东野战军司令和政委陈毅元帅，率麾下22个团，共计3万余人，对桂军“钢7军”172师的两个团驻守的泗县县城发动进攻，双方鏖战三天，最后，我军在歼灭了敌军大约一千多人后，撤退。
桂军两个整编团共计3000人 ，现在有学者说我军歼敌3000人，那岂不是敌人被全歼，泗县已经拿下了？
此役我军牺牲了4000人，牺牲、负伤掉队、失踪共计损兵7000人。
1946年，全面内战爆发，中央命令山东野战军出击陇海，切断敌人向东北、华北的铁路输送线。但山东我军觉得陇海线上的敌军不好下手，于是，决定攻打驻守泗县灵璧一线的桂军第七军172师，以期突破此处，威胁徐州，进而打破敌人的军事部署，完成党中央部署的任务。
在作战命令即将要下达的时候，华中（苏中根据地）野战军司令粟裕拍来电报提醒：172师是实力很强的桂军部队，不好打，应该慎之又慎。
陈毅元帅却认为22个团打两个团，岂有不胜之理？粟裕又在当我是阿斗了吧？他自己刚指挥了黄桥战役，三千部队歼灭了敌人一万五千人，还杀死了军长李守维，活捉了独立旅旅长翁达，出尽了风头。我现在手里拿着22个团了，打两个团的守军，岂非三个手指头捏田螺——手到擒来。何况，主攻的山野第八师是最强的王牌部队，号称陈毅袖子里的小老虎。如果拿下泗县，威胁徐州，碰一碰这个大城市，那不单单是第一支敢进攻大城市的我军野战军，而且还能打乱敌人的防守体系，成效比中央的战略目的还要大。泗县这里，只有172师两个团，我岂有不胜之理。一贯谨慎小心无遗漏的粟裕，过分小心了。
毛主席也给陈毅拍来电报，指出桂军尽量先不要硬碰硬，雨季到了，打仗要小心谨慎。跟粟裕一个说法，陈毅认为是粟裕报告给了中央，担心自己打不赢，所以，他憋着一口气一定要证明自己也能打胜仗。
只是，毛主席的警示电报到时，作战命令已经下达。山野第八师为主攻的各支部队迅速在大雨滂沱之中急行军，但是，天气并未好转，很多地方山洪爆发，江河洪水泛滥而下，战士们在淹没脚面的泥泞路上艰难行军，有的地方洪水淹没了膝盖。
这时候，下达停止攻击的命令是统帅的机动灵活的指挥战术，也是一个体恤麾下将士的统帅的明智之举。可惜陈毅没有。
第二纵队占领了虞姬墓，切断了灵璧公路，虞姬是西楚霸王项羽的爱妃，相传她的陵墓就做在这里。
陈毅一听这个消息是个好兆头，现在，我不用消灭整个172师了，另派5个团就地阻击驻守灵璧的172师另一个团。我用17个团一口咬下泗县，消灭驻守泗县的172师两个团，成就足够大矣！
立即命令达到泗县的第八师、二纵、三纵，全力进攻泗县城。
大雨接连不断，泗县城外的防城河已经一片汪洋，很多将士，不得不放弃炮火、机枪，不带梯子，奋力游过河，靠几颗手榴弹发动进攻。要命的是，手榴弹和炸药包都受到雨水的侵袭，还潮了，根本拉不响，点不着。
这时候，成群的部队游到了泗县城墙外，准备搭人梯，爬上四五米高的城墙，有的城墙因为破损，看来只需要攀爬几下就能翻身跳进去。
桂军极其狡猾和反动顽固透顶，看到我们动员组织好部队，即将启动登城之前夕，突然全线开火，一霎时，大炮，机枪，冲锋枪，步枪，枪榴弹，手榴弹，炸药包，城楼下一片火海，成批成批的我军战士倒下，鲜血染红了泗县城墙和防城河。
第二天，我们变化了作战方法，不管白天黑夜派多股小股部队偷袭登城，还声东击西。敌人还以颜色，以排连小规模集群冲锋进行反击。两支部队在泗县城墙的多处断壁残垣处，攻进去打出来，几番争夺交手，不相上下。
打到第三天，粟裕电告陈毅元帅不要做不必要的牺牲了，时机不对，及时撤退。中央干脆命令停止进攻。陈毅元帅在山野内部，也受到了谭震林、许世友、王建安等将领的强烈批评。遂命令部队停止进攻，相继掩护，撤出战斗。
是役，我军伤亡4000余人，一作伤亡7000人，7000余人的说法，我认为包括了生病的、行军途中遗落的、战后失踪的所有人。歼敌1000余人 一作歼敌3000人。歼敌3000人是不真实的，桂军第七军172师每个团的满员编制也只有1500人，况且国军各级部队长普遍有吃空饷的习惯，泗县桂军守敌总人数也不到3000人。
仅主攻的第八师就伤亡了2700多人，9纵75团团长张永远当场牺牲。73团几乎全军覆没，他们在战前都写了绝命书，但没想到在阵地前，只能赤手空拳地与敌人肉搏，死里逃生的几个战士后来说，他们绝没想到战斗会如此残酷，敌人会如此强悍，简直就是我军的战斗风格——岿然不动。
陈毅元帅终于领教了桂军的厉害，后来他说：“两广部队是很厉害的，蒋军中战斗力最强的，打顺风仗他们更加得理不饶人。中央红军过湘江的时候，就领教过他们的强悍了，一下子损失了五万多人。桂军一个团都不好打的。难怪洪秀全金田起义后，几千人就能横扫大半个中国，如入无人之境啊。他们硬不缴枪，不打死不缴枪，不打死绝不认怂装死。即使没有枪了，拿根扁担也要跟你死抠到底。这是其它地方的国民党兵所没有的气质。就算是一个伙夫兵，你去抓他，喊他缴枪不杀，他都要举着扁担劈头打来，嘴里还骂着＇丢你妈＇。”
“他们不做工事，有的营连长还是黄埔军校毕业生，团结不怕死，拧成一股绳的力量是巨大的，可怕的，我们各地各级的指挥员要认真对付桂军。”
“消灭他一个碉堡，一个班，要牺牲二三十人。消灭他一个连，一个营，要牺牲五六百人，没得赚啊！消灭他一个团，要牺牲成千人，非常吃力啊。”
更重要的是，这次战役对陈毅元帅刚刚在山野内部树立起来的威信受到了严重的打击，连加陈毅在山东野战军指挥的全部六次战斗，仅取得五败一惨平的结果，最终引发了山野将领们的集体不满，谭震林拍桌而起，许世友、王建安等将领一起署名向中央毛泽东主席发电报，撤换陈毅。
为后来山东野战军与华中野战军合兵打下伏笔，也为战役交粟裕负责的命令和粟裕在解放战争中大放光彩打下伏笔。最后，中央干脆把陈毅元帅调离华东军区和华东野战军，而且这一调就是两年多，陈毅元帅在中野当副司令一年半，在延安开七大会议等活动，滞留一年。等他1949年1月下旬再次回到华东，淮海战役已经到后期了，陈毅元帅的职权也不是指挥消灭最后一个国军精锐军事集团——30万人的杜聿明集团，而是负责挑选了7000多人，组建接收上海的未来上海市委市政府，培养大批我们的城市管理者。
