面对敌重兵集团两路来援，粟裕冷静地考虑着下列情况：
第三纵队和第八纵队经宛西、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。如能设法诱使邱、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，我军可能面对敌军众兵进行作战。歼区如不能速决，我军将陷于被动不利地位。
粟裕翻来复去衡量、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：
第三、第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，且打了胜仗，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，是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向发展，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、毛泽东和中原局。
粟裕于6月24日、25日两次将作战预案，报告中央军委并刘伯承、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。”他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75、72两个师当然更好，否则能歼灭75师也是很好的。”
粟裕接到中央军委的复电，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4个纵队组成突击集团，围歼区兵团；即调十纵队北返，以5个纵队（包括三、八、十纵）阻援。
按照部署，华野第三、第八纵放弃开封，向通许方向转移；第一、四、六纵向杞县以南集结。
蒋介石认为华东共军，通过开封战役，虽得城池，但也被打成了重伤，“似无积极企图”，“必向津浦路前进”，遂强令邱、区两兵团全力追堵。
邱清泉命令以先头部队一个旅配合刘汝明部占领开封外，主力直扑通许，妄图尾击华野三纵和八纵。邱清泉部与华野部队多次交锋，虽未被粟裕吃掉，但也未占过便宜。
但区寿年性格多疑，他觉得“共军有向平汉路进攻模样”，而“侧后又有共军活动之迹象”。这些共军是从哪里来的？他们到底要干什么？在没有摸清共军行动企图之前，还是不要轻举妄动的好，因而区兵团在进抵睢杞地区后举棋不定，停止前进。邱兵团骄狂冒进与区兵团犹豫不前，使得两个兵团之间距离明显增加，一日之间，竟然拉开了40公里。
粟裕得知这一情况后大喜过望，立刻下达了围歼区寿年兵团的作战命令：一纵、四纵、六纵和中野十一纵组成突击集团，叶飞负责指挥，在睢县、杞县、太康之间和民权地区，乘敌犹豫徘徊和立足未稳之际，从四面八方向敌发起猛烈进攻，边打边查明敌情。
粟裕告诫叶飞：“对敌进行大包围的同时，一定要果敢、猛烈地楔入敌人纵深，彻底割裂敌人部署。”
粟裕直接指挥5个纵队担任阻援任务，命令三纵、八纵立即掉头向东，会同由上蔡地区北上参战的十纵和早已到达杞县的两广纵队，组成阻援集团，将邱清泉、区寿年两个兵团完全隔离，阻止邱兵团东援；命令中野第九纵队进至郑州东南地区，阻止郑州之敌出援，并从侧后牵制邱兵团。另外，要求冀鲁豫军区和豫皖苏军区破袭陇海路徐州至民权段，以直接配合野战军作战。
第三部分：三军逐鹿中原 转入战略进攻“让城”创造战机（2）
6月29日晨，区寿年兵团部和整编75师，新21旅已被包围在龙王店及其附近地区。而且我军已经完成了对75师各旅团的分割，同时也将整编72师包围在铁佛寺一带。阻援部队已完全楔入邱与区两兵团之间，控制着杞县至王崮集一带20公里地段。敌两个兵团已被完全隔绝。
当晚，粟裕决定以部分兵力继续包围整编72师，而集中大部主力围歼龙王店之敌。
由于铁佛寺距龙王店仅仅几里路，被我突击部队分割包围后，两处联络中断。龙王店的75师的炮弹，越过我分割部队，纷纷落在铁佛寺72师头上，于是他们立即毫不客气地予以回敬。两股敌军彼此全力以赴地对轰了整整一夜。
敌军互相以炮火对攻，反而帮助我军炸毁了一些军事目标，减少了我突击部队的伤亡。激战到7月1日上午，我军已将敌整编75师的第6旅及新21旅全部歼灭。
敌西线的邱清泉兵团，在我阻援部队节节阻击下，尽管伤亡很大，仍然步步进逼，已于7月1日下午，进至距离区寿年兵团仅仅10公里的过庄、官庄、屈寨、张阁一线。
此时，蒋介石急令北援兖州的整编25师，火速回调，与第三快速纵队、交警第二总队组成一个兵团，在黄百韬的指挥下，由东向西增援区兵团，而且也已于7月1日下午到距敌72师的铁佛寺只有10公里的帝丘店地区。
邱清泉在电话中对区寿年许愿：“明天看我的弹着点。”
黄百韬也在电话中说：“寿年兄，坚持住，我离你只有10公里。”
区寿年感激得热泪盈眶：“两位仁兄在我危难之际，如此不弃，解围之后，一定厚报二位。”
战斗更加激烈了，炮声一阵紧似一阵。
东西两线突来两个兵团对中野第三、第八纵队形成钳击之势，战场情况极为严峻。面对突变的形势，粟裕和张震立即改变作战方案。当晚，华野即以3个师的绝对优势兵力，围歼龙王店之敌区寿年，炮兵首先实施一小时攻击，然后突击队开始爆破突击。
邱清泉倾其主力，在飞机、坦克和大炮的支援下，对我阻击部队疯狂进攻。敌整编第5军倾巢而出，以明显的优势兵力对我坚守的桃林岗、许岗每日发动三四次进攻。整编83师也用3个团的兵力轮番攻击我官庄阵地。
我阻击部队依托阵地，顽强抗击。敌每突破我一个村庄和阵地，我军立即组织反击，同敌人短兵相接，反复冲杀，夺回阵地。
与此同时，突击部队也有效地阻止了黄百韬兵团的增援，他们距离72师只有五六公里，就是无法再前进一步。
激战到7月2日凌晨，邱清泉与黄百韬毫无进展。邱清泉无法理解，凭他的整编第5军，加上主力83师，竟不能前进半步。
他决定亲自到前线去看看，还没来得及走出指挥部，已传来了区寿年抵挡不住，打算钻进坦克车逃命，请求邱清泉接应的呼救声，邱清泉像被雷击中一样，僵呆在那里，一动不动。他做梦也没有想到，他的整编第5军，付出了1。5万多人伤亡的代价，眼睁睁地望着区寿年兵团灰飞烟灭而无能为力。
7月2日晨，龙王店之敌被我全歼。中将兵团司令官区寿年、少将参谋长林曦祥摇着小白旗，爬出被包围的坦克，高叫着：“不要打了，不要打了，我就是区寿年。”敌整编第75师少将师长沈澄年也被活捉。
歼灭区兵团，粟裕并不满足，他命令第一、第四、第六纵队攻歼黄兵团；第八纵主力与第六纵一个师围歼75师残部；第三、第十纵队合力继续阻击来犯的邱清泉之敌。
7月2日晚，各纵不顾伤亡和疲劳，重新投入战斗。
突击集团迅速全歼敌75师之16旅的两个团。在黄兵团向我进攻时完成对其合围，战至4日拂晓，黄兵团2个团的主力被歼。
7月5日，黄百韬兵团在飞机、大炮的火力掩护下，疯狂反扑，激战7个小时，华野给敌大量杀伤，将敌打退。黄昏后，我再次对敌发动攻击，至6日晨，黄百韬又被歼灭一个团，被迫收缩兵力回丘店。
与此同时，西线邱兵团在得到刘汝明部的加强后，主力避开阻击集团正面，由右侧向尹店方向迂回并进，东线74师已进至宁陵及其以西地区，张轸兵团、胡琏兵团，被阻于淮阳、商水地区。
蒋介石在此时依旧严令：兼程北援，不得有误。
胡琏兵团向太康急进。
大军压境，作战形势对华野极为不利。粟裕当机立断，下令部队撤出战斗，分别向睢杞以北及鲁西南转移。
至此，豫东战役第二阶段结束。继开封战役后，又歼敌5万余人。
豫东战役后，7月11日，毛泽东、中央军委给华东和中原人民解放军全体指战员发来贺电：“庆祝你们继开封胜利后，在豫东歼灭蒋敌区寿年兵团、黄百韬兵团等部五万人的伟大胜利。”“这一辉煌胜利，正给蒋介石‘肃清中原’的呓语以迎头痛击；同时，也使我军有利地进入中国人民解放战争的第二年度。当此盛暑，特向同志们致慰问之意！”