上官云相亲自出马任总指挥，第二十五集团军总司令李觉代替败将陶广任前敌总指挥，调集主力十四个师，兵分三路企图包围和夹击新四军。
左路兵团是五十二师、一四六师和三十三旅；右路兵团是英国装备的国际突击第一、第二纵队和七十九师：中路兵团是二十八军、忠义救国军。总兵力达六万多人。
国民党军接受了历次惨败的教训，不敢分兵，不敢突出，不敢长驱直入，采取步步为营，齐头缓进的战术，使新四军无法分割包围，企图用优势兵力，迫新四军决战。
敌顽第三次进攻已迫在眉睫。
6 月。
吴家道军区司令部。
大战前，粟裕的日常生活和平时一样，仍住在白水湾吴家道军区司令部。
他处理完来往公文之后，还是稳步走下地主庄院的阶梯，拿着农具到离铁板百叶窗不远的地里劳动，还是经常同老农民聊天。
每天他仍和往常一样喜欢看地图，所不同的是近来他看地图时间更长，神情更专注了。他常常仰起那凸出的前额，伸出手掌，丈量着几乎覆盖了整个墙壁的军事地图。那双深陷的双眼，闪着深邃锐利的目光。他站在地图前，静静沉思，良久不语。
地图所展示的地域，正是南宋、太平天国鏖战失败的古战场。天目山区临近红军抗日选遣队（红十军团）遭受袭击和方志敏同志蒙难的皖浙赣边区，也毗邻项英、叶挺同志被暗算的皖南军部。
这些历史的教训，都提醒着粟裕：“一着不慎，满盘皆输”。
他经过反复的思索，最终确定这次作战的原则是：“诱敌深入，各个击破，集中优势兵力首先歼敌一路。”
5 月28日，三路顽军分别进占新登以北一线，向孝丰以西新四军阵地进逼，与日伪形成合击之势。
29日，粟裕决定乘敌立足未稳之际打乱其进攻部署，确保浙西、浙东的联系，改变日伪顽夹击的态势，争取时间，使分散的主力迅速集中。当夜，第一、七、十支队向顽军第七十九师展开反击。经三日激战，6 月2 日占领新登，歼灭顽军二千二百人。
新四军在这次战役中也伤亡九百余人。此后，双方形成相持态势。
下一步该怎么打呢？
粟裕坚定地说：顽军发动这次大规模进攻是下了最大的决心和作了极周密部署的，这仗非打不可。不打这一仗就不足以粉碎其进攻，不粉碎其进攻，就不能保持战场的主动权。
问题是何时、何地、怎样打才有利呢！
他在琢磨孙子的话：兵无常势，水无常形，能因敌变化而取胜者，谓之神。
他知道，打仗最讲辩证法。因为双方都是活生生的人在行动，敌人同我们一样也会动脑筋会走路，他打着打着变了招，我们就得跟着变招，即使他不变招，我们也常要根据战场上变化了的形势来变换打法。
现在整个情况变了，顽军的力量、部署变了，我们不能一成不变，不可在新登恋战，也不宜死守天目山。如与顽军掖着，拼消耗，则正中顽军下怀。
我们应该主动撤离新登、临安，诱使敌人脱离堡垒阵地，然后在运动中继续消灭顽军有生力量。
撤！暂时放弃天目山。
为了诱敌，新四军不仅撤退时要让出赖以联系南北、连结浙东浙西的许多城镇和土地，而且要故意在敌人面前显露“败象”。
部队向孝丰以北匆匆撤退。
那正是梅雨季节，阴雨连绵。大路山径上满是杂沓的脚印，一路上到处是丢弃的彼军帽、破军衣、米袋子、烂草鞋。负有盛名的方司令（即四十八团团长刘别生）牺牲后，许多人抬着大红棺材，前呼后拥招摇过市；从前线山头撤下来的战士，子弹袋是空的，米袋也是空的；后勤人员在街上到处寻购粮食。
这种种迹象使顽军产生了错觉，认为新四军已是“伤亡惨重，溃不成军”，作出了新四军正“向北溃逃”的错误判断。
粟裕决定，加强战役伪装，诱敌深入，将顽军引向预设战场。他命令第三支队在天目山正面利用地形和工事机动抗击，掩护主力集结和辎重撤退；设在天目山的机关、医院、工厂、报社和军需物资，纷纷向宣长路北转移，并公开向群众告别。
顽军特务、谍报人员将所见所闻不断上报，并夸大其词，那些比较持重的顽军头目也确认“新四军已向北逃窜”。
6 月2 日夜，第十一支队自宫春江东渡后，粟裕命令其负责掩护主力脱离战场。十一支队摆出主力大部队的样子进行运动防御，实际担任后卫的只有一个侦察连。他们且战且退与顽军不即不离，到达孝丰后转入正面阵地防御。第十二支队在完成紧急抢运伤员后，直接进入莫干山区敌后，既为今后主力转入敌后作准备，又成为下一步作战时向顽军侧后实施迂回的机动力量。其他各支队部在孝丰西北地区隐蔽