同日 定陶战役 : 8月下旬,国民党调集30万大军从东西两路进攻晋冀鲁豫解放区,企图乘晋冀鲁豫野战军主力部队连续作战疲惫之时,予以歼灭,进而控制鲁西南、打通平汉路。国民党军用于东线进攻的第一线部队是徐州“绥靖”公署的5个多旅。用于西线进攻的第一线部队为郑州“绥署”的10个旅,分三路从封丘、开封、考城(旧县名)、商丘地区向东明、定陶、曹县进攻,形成钳击鲁西南我军之势。中共中央军委于8月22日指示晋冀鲁豫野战军:凡无把握之仗不要打,打则必胜;凡与敌正规军作战,每战必须以优势兵力加于敌人,其比例最好是四比一,至少是三比一,歼其一部再打另一部,各个击破之。8月29日,中央军委再次电示晋冀鲁豫野战军司令员刘伯承、政治委员邓小平:“望令我主力在一星期内休整完毕,俟第3师两个旅进至适当位置时,集中全力歼灭其1个旅,尔后相机再歼灭其1个旅。该师系中央军,如能歼灭影响必大”。晋冀鲁豫野战军指挥员根据中央军委指示精神和敌情态势,决定集中野战军主力,首先将国民党军西线进攻的一线部队中之国民党嫡系部队:整编第3师(辖第3、第20旅)歼灭于定陶西南地区,尔后视情况再寻歼整编第47师大部或一部;另以地方武装分别钳制其余各路国民党军。晋冀鲁豫野战军提前将主力第2、第3、第6、第7纵队预伏在定陶以西地区,派出两个团的小部队采取运动防御战的形式且战且退,于9月2日将国民党军整编第3师诱至秦寨、桃源(今桃园)。这时整编第3师与整编第47师之间的距离加大到25公里,晋冀鲁豫野战军指挥员决定乘敌各部队比较分散,整编第3师又遭我沿途阻击,十分疲惫之机,加以歼灭。9月3日下午,整编第3师进至定陶以西大杨湖地区我预设战场,整编第47师被阻于桃源以南地区。当日午夜,我军对整编第3师发起攻击。晋冀鲁豫野战军以第2、第6纵队共5个旅为右集团,主力由北向南、一部从东向西实施攻击;以第3、第7纵队共4个旅为左集团,先楔入敌整编第3师与整编第47师之间,割断了两部敌人的联系,尔后主力由南向北发起攻击。左右两集团主力的攻击首先指向敌之第20旅,当夜歼其1个团;同时以一部兵力钳制敌整编第3师师部及第3旅。被围之国民党军在飞机、坦克的支援下进行顽强抵抗,战至6日晨,全歼敌第20旅,并重创第3旅。6日下午,整编第3师师部率第3旅余部向西南方向突围,企图与整编第47师造拢,我军乘敌脱离工事陷于混乱的有利时机,全线出击,迅速将该敌歼灭于运动中。整编第3师被歼灭后,原企图援救整编第3师的整编第47师等部立即向考城、兰封之线撤退。晋冀鲁豫野战军主力迅速转移兵力,于7日向整编第47师侧背卷击,经一日激战,将该师两个旅歼灭于撤退途中; 同时,以一部兵力对整编第41、第55、第68师展开追击,歼敌约1个团,并乘胜收复东明。其余国民党军仓皇撤退至考城、兰封之间转入防御。此役,我军以伤亡3500余人的代价,歼灭国民党军4个多旅1.7万余人,其中俘敌中将师长赵锡田以下1.2万余人,粉碎了国民党军对晋冀鲁豫解放区的进攻。延安《解放日报》1946年9月12日发表社论《蒋军必败》,指出:这一胜利,“是继中原我军突围胜利和苏中大捷之后又一次大胜利。这三个胜利,对于整个解放区南方战线,起到了扭转局面的重要作用”。中央军委曾把定陶战役作为我军在解放战争初期执行“集中优势兵力,各个歼灭敌人”的作战原则的范例,向全军作了介绍。