1944年春，侵华日军为打通中国大陆交通线，陆续从华中地区抽调部队南下参加作战。驻苏中、苏北地区的日军为弥补兵力不足，遂收缩防区，强化伪军，并加强对沿海地区的控制。新四军第1师师长兼苏中军区司令员粟裕，遵照中共中央关于集中力量打击日伪军、巩固与扩大抗日根据地的指示，为改善苏中地区的斗争局面，沟通苏中与苏北、淮南、淮北地区的战略联系，并为整风、整训工作创造比较安定的环境，决定发起以夺取车桥为主要目标的攻势作战。
车桥镇是联系苏中与苏北的枢纽，居淮安、阜宁、宝应3县交界处，也是日军第64、第65师团的接合部，四周筑有大土围子，驻有伪军1个大队600余人，其大土围内东南角小土围由日军40余人驻守。粟裕决定集中5个多团的兵力，由副师长兼副司令员叶飞担任前线指挥，采取攻点打援战法，夺取车桥及其周围地区。以第7团并配属师炮兵大队，担任主攻车桥的任务；以第1团、第3军分区特务营和泰州独立团1个营，在车桥西北芦家滩附近构筑防御阵地，担任淮阴、淮安方向的打援任务；以第52团及江都、高邮独立团各1个营，在车桥以南崔河附近构筑防御阵地，担任曹甸、宝应方向警戒；另以师教导团第1营及第4军分区特务团2个营组成预备队。此外，第3师兼苏北军区部队在淮安县东北顺河集、凤谷村一线积极活动，保障攻击车桥部队的北面安全。
战役于3月5日凌晨发起。第7团采取远程奔袭手段，利用夜暗从日伪军外围据点之间直插车桥，以隐蔽迅猛的动作，从南北两面同时发起突然攻击，仅25分钟就突破土围，攻入镇内。随后在炮兵大队的配合下，逐个消灭日伪军火力点。战至午后，全歼驻守伪军。接着，分两路向固守小土围的日军发起攻击，攻占暗堡、库房等处。但因火力不足，协同不够，未能最后解决战斗。
车桥被攻，附近据点的日伪军纷纷出援。由宝应县城东北塔儿头、曹甸镇出动的日伪军100余人，进至大施河时，遭第52团等警戒部队阻击，被迫退回。驻淮阴、淮安等地的日军第65师团第72旅团山泽大队等部共700余人,分4批乘汽车驰援车桥，遭第1团坚决堵击，迫其猬集于韩庄固守。5日晚，第1团等部对韩庄日军发起攻击，经白刃格斗，将其大部歼灭，其残部向西逃窜。7日，困守车桥小土围内负隅顽抗的日军乘隙逃往淮安。第1师兼苏中军区所属各部乘胜扩张战果，至13日相继收复泾口、曹甸镇等据点10余处，战役胜利结束。在战役过程中，日人反战同盟苏中支部盟员，勇敢地参加火线政治攻势，松野觉光荣牺牲。
此役共歼日军460余人(内俘24人)、伪军480余人，创造了新四军一次战役歼灭日军人数最多的辉煌战绩，打通了苏中与苏北、淮南、淮北地区的战略联系，巩固和扩大了苏中抗日根据地，实现了苏中抗战形势的根本好转。
