此时，顽军总兵力达到6.6万余人，我军能够集中的兵力仅有三个纵队10个支队(团)共2万余人，不仅在数量和装备上处于劣势，而且经连续作战，十分疲劳，给养又极困难。在此情况下，粟裕决心放弃天目山，向孝丰地区转移，待顽军深入时再相机予以歼灭。15日，我军全部撤离东、西天目山，向孝丰地区转移。
粟裕指挥部队一让新登，二让临安，三让天目山，接连后退200公里，加之我前线部队仓促撤离战场，物资伤员转移都由部队自抬自运，人员纷杂，道路拥挤，这种种现象使顽军产生了错觉，认为我已“伤亡惨重溃不成军”，作出了我军已“向北溃逃”的错误判断。粟裕将计就计，加强战役伪装，诱敌深入，将顽军引向预设战场。他一面指挥设在天目山的所有机关、医院、工厂、报社和军需物资向宣长路北转移，并公开向群众告别；一面以部分兵力摆出主力大部队的样子进行运动防御，且战且退，与顽军不即不离，到达退却终点孝丰后就转入正面阵地防御。实际担任后卫的只有一个侦察连。顽军的特务、谍报将所见所闻上报并夸大其词，使那些比较持重的顽军头目也确认“新四军已向北逃窜”。
6月9日，顾祝同电令李觉以主力组成左右两个“进剿”兵团，依托天目山，分由临安、宁国两地向孝丰分进合击。李觉作了周密部署，组成以突击总队副司令胡琪三为指挥官的右“进剿”兵团，包括第七十九师，突击第一队，突击第二队(欠2个营)；以江南苏皖边区绥靖指挥部指挥刘秉哲为指挥官的左“进剿”兵团，包括第五十二师，第一四六师，独立第三十三旅，挺进第二纵队，绥靖第一、第二纵队。并以重兵据守天目山要隘，防我向南突出和策应其左右兵团作战。顽军总兵力约7.5万人，用于第一线和先后参战的有10个师34个团约5.7万人。大军压境直指孝丰，大有黑云压城城欲摧之势。顽军一心要将我军聚而歼之，或赶我军退回苏南，或将我军逼入杭嘉湖日伪“清乡”区借刀杀人。
面对顽军的进攻态势，粟裕决心集中兵力在孝丰地区求歼顽军一部，以粉碎其进攻。在顽军各部向前推进的同时，他将7个支队先机转到孝丰西北地区隐蔽集中，休整待命。这里是顽军合击圈的分界线，我主力集结于此，既便于向合击圈内外机动，又便于机动对付东西路两路顽军。他以3个支队扼守孝丰，并控制孝丰外围的各制高点，构筑必要的工事，以迟滞、消耗顽军。
怎样打法？先打哪个？粟裕认为，在西路顽军六个师兵力中，进攻的骨干力量只有第五十二师和独立第三十三旅。独立第三十三旅的编制、装备、战力与正规师相等，但它为保存实力好打滑头仗，拣便宜时进得快，碰硬时也溜得快，不会真正出力。第五十二师的一个团已受过歼灭性打击，这次要对付的将主要是另两个团。东路顽军有三个师兵力，突击总队虽是精锐部队，但其第一队同第七十九师在新登作战中均被歼一部，战力大损，突击第二队前来参战的只占该队的3♀5/。我军虽然只有主力三个纵队的九个支队和一个独立二团共2万余人，顽军与我军兵力总对比是31强，但我军已完全集中，对付其一路，尤其是其中一个部队，则我又将是优势。而且，我军协同动作和战术运用都有提高，已渐适应山地战斗，对顽军脾性特点也已摸到。地理、群众条件已转为有利于我军。顽军已脱离堡垒阵地，打运动战正是我军所长。
在此基础上，粟裕形成了明确的作战腹案：采取先阻东打西、后阻西打东的办法，连续作战各个击破两路顽军。作战分两个阶段：第一阶段，先歼西边的顽军第五十二师，并相机求歼独立第三十三旅；第二阶段，视情况发展移兵东向，再歼顽右翼集团。
6月19日，顽军左兵团进到孝丰以西，比较突出。其中第五十二师好大喜功行动积极，在我军少数兵力边打边退的引诱下，更呈冒进态势。此时顽军右兵团刚刚进到孝丰东南的港口地区，尚与第五十二师相距约20公里。战机出现。粟裕于当夜集中六个支队，分别对第五十二师的第一五四、第一五五团进行包围歼击。经一昼夜激烈战斗，歼灭了这两个团和独立第三十三旅一部。第五十二师是血债累累的反共急先锋。皖南事变中伏击我新四军军部的就是他们，这次向我军进攻时竟扬言“再打一个茂林，完成皖南剿共未竟之功”。因此，我军上下在战斗中高呼“为皖南事变死难烈士报仇”的口号，斗志旺盛，歼击速度比预期更快。
当我攻歼顽左兵团时，顽右兵团向我孝丰外围阵地猛攻。我坚守部队顽强战斗，打退顽军数次猛扑，牢牢地控制住顽右兵团。20日下午，全歼第五十二师已成定局，粟裕立即把指挥重点转向东线战场，下令把孝丰变成一座空城，要守备部队放开东路，控制孝丰城以北、东北、西、南、东南各山地要点，形成三面埋伏，即给顽军准备了个“口袋”让其往里钻，待其入内就关门打狗。
21日，顽突击第一队一部进入孝丰空城，见势不对急忙退出已经来不及了。出得了城却脱不了围。顽第七十九师与我军争夺孝丰城北制高点五峰山，被我军抢先五分钟占领山顶打了下去，不得不驻止于不利地形。当晚，我军主力东进，将顽军右兵团包围压缩于孝丰城东南的草明山、白水湾、港口的狭小地区内。
顽军虽多次拼死突围，但均未得逞。我军指战员发扬连续作战精神，英勇顽强，忍饥耐苦，咬紧牙关，排除万难，用孙悟空钻到铁扇公主肚子里的战术大胆穿插分割，加速了歼敌过程。
顽军根据惯例，认为我军必定是晚上发起进攻，就作好了防备我晚上进攻的准备，在主要通道上挂满了触发手榴弹，白天放心睡大觉去了。粟裕则一改夜间发起攻击的常规，将23日的总攻定为白天，既出敌意料，又易于观察，充分发挥我军炮火的威力，用炮火大量杀伤猥集的敌人，连顽军指挥部都被击中了。经两昼夜恶战，号称“王牌军”的突击第一队除留守临安一个营外全部被彻底干净歼灭，第七十九师、突击第二队大部被歼，残顽向南逃窜。至此，天目山第三次反顽战役遂告胜利结束。这次作战共歼顽军6800余人，其中生俘近3000人。
天目山战役的胜利，标志着粟裕的军事思想发展到一个新阶段。粟裕自己也十分重视天目山作战的经验。解放战争时期总结苏中、莱芜战役时，1948年建议华野三个纵队暂不去江南时，他都一再提到天目山的经验。张震将军说过，他第一次与粟裕见面时，粟裕就向他介绍天目山组织大兵团作战的经验。许多在天目山作过战的同志都说：“经过天目山战役，以后打苏中战役，打宿北、鲁南、莱芜、孟良崮战役都不在话下了。粟司令的运动战、歼灭战一套战略战术我们都学到了。”后来驰骋于华东战场的有名的第一、第四、第六纵队，即整编后的第二十、第二十三、第二十四军，就是当年在天目山作战的主力部队。
四、攻其必救，围点打援孙武说：“故我欲战，敌虽高垒深沟，不得不与我战者，攻其所必救也。”①我军要打，敌人即使高垒深沟也不得不脱离阵地作战，因为我军所攻击的是敌人要害，是敌人必救的地方。曹操、李筌注：“绝其粮道，守其归路，攻其君主也。”张预注：“敌人虽有金城汤池之固，不得守其险而必来与我战者，在攻其所顾爱，使之相救援也。”
孙膑说：“攻其所必救，使其离固，以揆其虑，施伏设援，击其移庶。”
刘伯承元帅把孙武和孙膑的这一战法精辟地概括为：“攻敌所必救，消灭其救者，攻敌所必退，消灭其退者，是求得打运动战歼敌的好办法。”
毛泽东在谈到抗日游击战争的战略问题时曾这样说：在反围攻的作战计划中，我之主力一般是位于内线的。但在兵力充裕的条件下，使用次要力量于外线，在那里破坏敌之交通，钳制敌之增援部队，是必要的。
“如果敌在根据地内久踞不去，我可以倒置地使用上述方法，即以一部留在根据地内围困该敌，而用主力进攻敌所从来之一带地方，在那里大肆活动，引致久踞之敌撤退出去打我主力；这就是‘围魏救赵’的办法。”①“围魏救赵”是“攻其必救”战法的典型战例。围魏救赵之战，也叫桂陵之战，发生在公元前354年的战国时期。当时魏国出兵包围了赵国都城邯郸(今河北省邯郸市西南)。邯郸告急，赵国向齐国求救。齐威王采纳了齐将段干朋的主张，即先出兵一部进行牵制，等到赵、魏两军打得精疲力竭的时候，再出兵救赵。第二年，齐威王任命田忌为主将，孙膑为军师，率领军队救赵。田忌打算直奔邯郸，进攻魏军。孙膑认为魏军精锐在赵，内部空虚，主张引兵迅速进攻魏国的都城大梁(今河南开封)，切断魏国的交通要道。这样，魏军势必弃赵自救，我们可以一举而既救了赵国，又能使魏军疲惫，便于击败它。田忌采纳了孙膑的意见，率兵直奔大梁。大梁危急，魏军果然急忙从邯郸撤退回国。齐军趁魏军疲惫不堪的时候，在桂陵(今河南省长垣县西北)设伏袭击，大败魏军，赵国之围也就解除了。
从粟裕指挥的大大小小的战役、战斗来看，他极为熟悉中国传统兵法中的“攻其必救”的战法，并多次从实际情况出发，创造性地运用这一战法。他认为，攻其必救、围点打援，是创造和捕捉有利战机，从而达到歼灭敌人目的的有效手段。这里的关键是选点。选敌至关痛痒之点，同时亦是较为空虚之处，常能收牵一发而动全身，击一点而震全局，调动敌人之效。
前面提到的粟裕指挥的“先打开封，后歼援敌”的豫东战役，就是攻其必救的著名范例。经过深思熟虑，粟裕选择在政治上和军事上都有重要影响的中原重镇———开封，作为攻敌必救之点。我军先攻占开封的行动，果然调动了敌邱清泉、区寿年两兵团来援。粟裕说：“我军实施开封战役的目的，除攻占城市全歼守敌外，更重要的是引诱敌人来援，以便在运动中各个歼灭敌人。现在敌军分两路向开封扑来，正好中了我们的‘动敌’之计。”①先打哪一路？粟裕在全面分析了战场形势之后，决定先打力量较弱的区寿年兵团，由于邱兵团和区兵团相距很近，要歼区兵团，必须使区、邱兵团分离。他又决定放弃开封，挥师南下，诱邱兵团西进开封，同时令第一、四、六纵队向杞县以南傅集东西地区隐蔽集结。
这时，国民党国防部又低估了我军连续作战的能力，误认为我军经过开封战役已被打伤，“似无积极企图”，“必向津浦路前进”，遂令邱区两兵团全力追堵我军。骄狂的邱清泉除以先头部队占领开封外，主力直奔通许，妄图尾击我南下的第三、八纵队。而多疑的区寿年却认为我军“有向平汉路进攻模样”，但也摸不清我军行动企图，因而在进抵睢杞地区后举棋不定。结果，两路援敌在我挥师南下的引诱和迷惑下，一路向西向南疾进，一路踌躇不前，从而很快拉开了距离，形成了40公里的间隙。粟裕果断抓住这一战机，乘敌立足未稳之际，突然包围区寿年兵团部及整编第七十五师、新编第二十一旅，经几昼夜激战，歼敌大部，并活捉兵团司令区寿年和第七十五师师长沈澄年。
粟裕还在几个很有名的战役中，成功地运用过“攻其必救”的战法。
车桥战役———攻点打援。1944年3月上旬，粟裕为改善苏中的斗争局面，并为整风运动创造比较安定的环境，在淮安、宝应以东发起以夺取车桥为目标的攻势作战。
车桥坐落在涧河(又名菊花沟)两岸，东西2华里，南北1.5华里，河道上有五座桥梁，俯瞰全镇，形如“车”字，是以得名。车桥是联系苏中和苏北的枢纽，是日军第六十五、六十四师团的结合部，仅驻扎日军一个小队，约40余人，伪军一个大队，约500余人，比较孤立突出。驻车桥之敌加高围墙，拓宽外壕，架设铁丝网，修建了53座碉堡，构成了绵密的交叉火力网。以车桥为中心，在外围还有10余个坚固据点相拱卫。