他相信蒋介石不会甘心失败。蒋介石确实不甘心丢失开封，做出了邱清泉兵团和区寿年兵团大举反扑开封的决定。
面对敌重兵集团两路来援，粟裕冷静地考虑着下列情况：三、八两纵经宛西、宛东、开封等战役，伤亡已近万人，其余各纵队行军作战月余亦相当疲劳，是连续作战，还是稍事休息？
敌邱兵团兵力密集，战斗力较强，不易分割速歼。区兵团仓促编成，战斗力较弱，区寿年缺少对华野作战经验，比较好打。如能设法诱引邱、区两兵团拉开距离，出现了歼区良机，打还是不打？
如打区兵团，则邱清泉、孙元良、胡琏等兵团以及徐州方向的援军都将纷纷来援，我军可能面对敌军二三个旅进行作战。歼区如不能速决，我军将陷于被动不利地位。
毛主席和中央军委“每次歼敌不超过一个整编师为限度”的指示也不时在粟裕脑海中闪现。
粟裕反来复去衡量、比较，考虑各纵队的特点，作战中可能出现的情况，以及怎样创造和捕捉歼区战机。最后，他认为：三、八纵队取得了开封战役的胜利，人员、武器、弹药都得到补充，其余各纵虽然疲劳，但减员不大，且打了胜伏，士气高昂，仍保持有强大的战斗力，只要部署指挥得当，诱使邱、区两兵团拉开距离，分割围歼区兵团是可以实施的。
对于其他各路援敌，如能像战役第一阶段那样，平汉路方面的敌军增援，由中野各纵阻击，可以保证歼区作战胜利的。特别是如能夺得这一战役的胜利，必将大大加速中原战局向对我军有利的方面发展，为此即使多付出一些代价也是值得的。
但究竟打还是不打，事关重大，必须请示中央军委、毛主席和中原局。
粟裕于6 月24日、 25 日两次将作战预案，报告中央军委并刘怕承、陈毅、邓小平。
毛泽东对粟裕的歼敌计划十分赞赏，拿着电报对朱老总说：“看来粟裕的胃口越来越大。”立即以中央军委名义于25日、 26 日两次复电粟裕，表示：“部署甚好。”“在睢杞通许之线（或此线以南）歼敌一路是很适当的。如能歼灭七十五、七十二两个师当然更好，否则能歼灭七十五师也是很好的。”
粟裕接到毛主席、中央军委的复电，立即作了如下部署：以三、八两纵向通许方向行进，吸引邱兵团南进，使邱、区两兵团之间出现空隙，然后以四个纵队组成突击集团，围歼区兵团；即调十纵队北返，以五个纵队（包括三、八，十纵）阻援。
“睢杞”是河南省的睢县和杞县，位于商丘以西，开封东南，两县毗连。
这个地区一片平川，树木稀少，土质松软，做不起鹿砦障碍和坚固的野战工事。一般大庄子都有破旧的土围寨，围寨外的壕沟，平时一般都干涸无水，所以一向就有“古战场”之称。如今我人民解放军又要在这座古城场上创造新的战绩。
按照部署，华野第三、八纵放弃开封，向通许方向转移，第一、四、六纵向杞县以南集结。
在华野三纵、八纵撤离开封后，邱清泉得意洋洋地开进了开封，开始率部向南追击撤离开封的第三、第八纵队。
区寿年狡猾多疑，误以为第三、第八纵队有向平汉铁路进攻的迹象。他摸不清粟裕的意图，气愤地骂道：“妈的，粟裕又想干什么？”
区兵团进睢杞地区后，举棋不定，徘徊不前，而邱兵团却快速南下。从而，两个兵团拉开了长达四十公里的距离。
27日，浑子集，华野指挥部。
张震指着盘上邱兵团和区兵团拉开的空档，抬头对粟裕说：“我看时机已成熟，区寿年的死期到了。”
粟裕：“那么，立即命令突击集团乘敌犹豫不前，立足未稳之际，揳入敌人纵深，割断敌人联系，包围区寿年并迅速歼灭之。”
张震：“好！”
是夜，突击集团各纵按令行动。
29日晨，突击集团将区兵团兵团部和七十五师、新二十一旅包围于龙王店附近地区，将整七十二师包围于铁佛寺。
阻援集团控制了被包围之敌以西二十公里之杞县至王老集一线，完成了对邱、区兵团的隔离。
当夜，突击集团以一部兵力继续包围敌七十二师，以主力对区兵团兵团部和整七十五师、新二十一旅发起攻击。
战役又一次进入白热化状态。
中原大地，日夜炮火连天。
睢杞战役一打响，惊魂未定的蒋介石愈加慌乱。开封失守已经使他狼狈不堪，睢杞如再打败，中原将无法立足。
区寿年频频求援，蒋介石急得像热锅上的蚂蚁。他又是飞临豫东上空督战；又是派大队飞机轮番轰炸；又是一日三令，要邱清泉的人马火速驰援；又是令黄百韬兵团不要等部队部到齐。就向睢杞地区进发……
蒋介石的这一切终归徒劳，没能挽救区寿年兵团被歼的厄