实事求是地讲,在苏中抗战的前中期，粟裕指挥对日作战的规模一般都不大，原因主要还是新四军的力量尚不足以与日军对拼，但到1944年初，苏中的新四军主力部队已达到20个团，计3万多人，并且集中进行过冬季练兵，技战术能力都有了新的提高。这使粟裕认识到己方已经有了大规模主动出击的可能。
1944年2月至3月，粟裕着手组织车桥战役。此战他集中了5个主力团，分别为苏中军区教导团、第四分区特务团、第一团、第七团和第五十二团，这些部队均是苏中新四军的绝对主力，像第七团、教导团都可以独立完成一场大的战斗，再加上地方武装和民兵的配合，如此规模的攻势作战，在苏中抗战史上没有先例。
粟裕是指挥大兵团作战的高手，他有一个“组织战斗”的理论，其关键点就是实行大兵团作战中的协同作战。奉命参战的5个团平时各打一处，作战风格也不尽一致，粟裕就把互相了解、特点相仿的部队，临时编成一个建制，共编成三个纵队、一个总预备队，并适当调整了部队建构和干部配备。
车桥一带皆为水网地区，粟裕发动3万多民兵与群众，在车桥周围筑路打坝，共筑起穿越湖荡、绵延达30里的5条大坝，以便于部队隐蔽接近车桥。此时新四军在苏北已经树大根深，具备相当雄厚的社会和群众基础，可谓是一呼百应，与抗战前中期已不可同日而语。筑坝之外，粟裕又组织数以千计的船只，把部队、云梯、担架队运到了车桥附近。
大战之前，粟裕将师直机关分成前后两个梯队，其中一个梯队北移，他自率一个梯队南移，用来吸引日军的注意力。当时无论是正忙于“清乡”的日军主力，还是守卫车桥的日伪军，事先对他的作战意图及部队调动均一无所知。
粟裕在对日作战中指挥的大规模战役不多，战绩也因此受到影响，但这跟他的指挥能力并没有关系。一方面是新四军当时的实力还不足以应付这样的大战，另一方面上级的指导方针对他有很大约束。例如在粟裕将车桥战役的经过报到新四军军部后，军部起初竟然不是高兴，而是十分担心。主持工作的饶濑石害怕这样大动干戈，会不会“过分暴露了自己的力量”，从而像百团大战那样，引起日军疯狂报复，也给华中根据地来个“五一大扫荡”。
车桥战役所产生的效应，远远超出了预期。战役结束不久，就发生了12名日军集体上吊自杀事件。此后当粟裕挥师进攻车桥附近的日军据点时，战斗都出奇地顺利，日伪军几乎是望风而逃，像车桥那样拼命死守或增援的事再也没发生过。
3月5日，攻城主力第七团远途奔袭，从南北两个方向直插车桥。粟裕对该团指战员说：“成败胜负，关系重大，哪怕敌人筑了铜墙铁壁，你也要给我砸开它！”
他事先为攻城部队特制了一批攻坚器材，光用于登城的就有连环云梯、单梯三角钩、爬城钩等多种，突击队泅水游过外壕后，便借助这些器材爬过围墙，对通往街心的碉堡展开攻击。
粟裕在车桥战役中采用的是“掏心战”战术，即先进入街心，占领镇内的所有街道，然围，对周围的碉堡逐一攻坚。在攻陷车桥的同时，前来增援的日伪军也遭到伏击，伤亡惨重。
车桥战役共打死打伤日军350余人，仅第六十五师团就报告战死69人，其中包括大队长山泽大佐、机关枪中队长金丸中尉。在这份报告中，纪录有14人失踪（实际已被俘），这是大反攻到来之前，敌后战场上一次性战役生俘日军最多的一次。
被俘的日军炮兵中尉山本一山供认：“这次战斗失败，我们犯了轻视新四军的错误。”说到这里，他的目光中满是敬畏，突然收紧下巴：“你们的粟裕了不起！”
粟裕在对日作战中指挥的大规模战役不多，战绩也因此受到影响，但这跟他的指挥能力并没有关系。一方面是新四军当时的实力还不足以应付这样的大战，另一方面上级的指导方针对他有很大约束。例如在粟裕将车桥战役的经过报到新四军军部后，军部起初竟然不是高兴，而是十分担心。主持工作的饶濑石害怕这样大动干戈，会不会“过分暴露了自己的力量”，从而像百团大战那样，引起日军疯狂报复，也给华中根据地来个“五一大扫荡”。
车桥战役所产生的效应，远远超出了预期。战役结束不久，就发生了12名日军集体上吊自杀事件。此后当粟裕挥师进攻车桥附近的日军据点时，战斗都出奇地顺利，日伪军几乎是望风而逃，像车桥那样拼命死守或增援的事再也没发生过。