一○五旅一部，以第七纵队及第十八旅分别位于责家巷东南和西场南北地区，合力求歼可能由海安东援之敌新七旅，并阻击可能由如皋东援之敌。
经过休整的我一师、六师主力，迅即分路出击。
8 月10日这天，李堡镇的敌人忙作一团。敌第一○五旅三一四团和新七旅十九团，双方正在交换防务。十九团刚接替防务完毕，警戒还没有派好，工事没有构筑，部队位置也没来得及划分，天就黑了。
这时，我一师部队抓住时机突然向李堡发起攻击。敌人猝不及防，顿时乱作一团，一夜之间部被歼。率领十九团前来李堡接防的敌新七旅副旅长田从云，成了解放战争以来我一师部队俘虏到的第一个国民党将军。
粟裕命令陶勇找田从云谈谈，摸一下敌人的情况。这位少将，头发花白，一口云南腔，嗫嗫嚅嚅，有些拘束。
“你们怎么一下把兵力拉得这么散？”陶勇问道。
“海安打得正热闹，贵军一下于不见了，谁知你们到哪里去了！各部向上报，消灭贵军多少多少，算起来总有两三万。上面说：”苏中共军已经一败涂地，主力一师、六师下海北逃‘，忙着要我们占地方，说是’巩固收复区‘。地方这么大，兵就这么多，一撒开可不就散了？！“
“我们这次过来，难道你们一点也没有觉察？”
“情报失灵嘛。到处都是你们的解放区，群众都替你们掩护陶勇笑了笑，又问：”你们占李堡也有几天了，怎么这样乱？“
“唉，国军嘛！”这位将军颇有感慨地说，“还不总是杂牌军打头阵。
广东军六十五师打过李堡走了，交给东北军四十九师；接着我们新七旅划给四十九师指挥，师部就赶快把自己的一○五旅往海安抽，叫我们川军在外面挡头阵。调来调去，乱七八糟。“
田从云走后，陶勇把所谈情况告诉粟裕，粟裕更坚定了战胜国民党反动派的信心。
由于一师对李保攻势突然而猛烈，蒋军交接防地的双方一方刚刚拆除了电台电话，另一方还没来得及架设，双方都无法向海安告急。
11日早上，蒋军新七旅旅长黄伯光仍蒙在鼓里，率领二十一团向李堡进发。
粟裕立即抽兵布设口袋。
中午，排着三路纵队行进的敌军钻进了我军布好的口袋。
我十八旅第五十四团当即迎头痛击，七纵队第五十七团迅速断其退路。
敌遭我突然打击，混乱不堪。
这时，隐蔽在距公路七八百米处的五十二团一营，率先从中间出击，兄弟部队也从两侧一起冲杀上去，一颗颗发出巨响的手榴弹，一把把银光闪闪的刺刀，一下子就把敌人的队伍冲乱了，许多敌人还没有来得及拉开枪栓就当了俘虏、慌乱中滚下河去的则活活给淹死了。
下午五时，我军发起最后攻击，不到三十分钟，就把被我包围并分割成数块的敌人消灭干净。
李堡之战，前后二十个小时，歼敌一个半旅，共九千余人。
战后，战士手中的“汉阳造”、“大盖子”换上了汤姆式、卡宾枪。士气更加高涨。
李堡一成，使苏中战局发生新的变化。
蒋军经连续四次打击，被歼三万余人。在援兵未到之前，已无力组织面进攻，因而被迫调整部署。
这时，淮南解放区已被蒋军突破，陈毅从执行外线出击的方针考虑，认为淮南在局上比苏中更为重要，因而向中央建议调粟裕部西去，执行切断律浦、陇海路，夺取徐州的战略任务。
军委和毛泽东同志对陈毅的建议，态度极为慎重，回复陈毅：粟裕集团应否于此时调动，各有利害，待考虑再告。“
不日，中央军委致电粟裕：“对苏中目前即取防御方针，由你率主力与陈军长会合，集中力量打开淮北局面；或出淮南，切断蚌浦线，直接配合陈宋、刘邓之作战，这是一个方案”：“八月内在苏中再打一仗，然后西移，这是又一方案”。
中央要求粟裕对以上两案表态。
粟裕认真学习研究了战争以来中央军委和新四军军部的有关指示，从战争局出发，结合当时实际，作了反复的考虑，认为在近期内还是以在苏中作战为宜。他把自己的看法上报了军委和毛泽东。毛泽东回电说：“所见很对，望利用苏中各种有利条件，继续在那里作战。如你们今后一个月内再打二三个胜仗，继续歼敌二三个旅，则对整个战局助益极大。”