1944年2月，为进一步打通苏中与苏北、淮南、淮北抗日根据地之间的战略联系，改善苏中斗争形势，新四军第1师决定发起车桥战役。

车桥是位于淮安东南20余里的大镇，驻扎着日军40余人的1个小队和伪军约500人的1个大队。日伪军在车桥镇构筑了53座碉堡，形成交叉绵密的火力网；在外围则修建了10余个据点，与车桥遥相呼应、互为支援。

为了打好这一仗，新四军第1师集中5个多团的兵力采取攻坚打援的战法，具体部署为：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构筑工事，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个营在车桥以南构筑防御工事，担任曹甸、宝应方向的警戒任务；以师教导团第1营和第4军分区特务团2个营组成总预备队。此外，新四军第3师在淮安县东北顺河集、凤谷村一线，保障攻击车桥部队的北翼安全。

3月3日下午，各参战部队按部署分别向作战任务地区开进。4日午夜，担任主攻车桥任务的第7团等部队远程奔袭，借夜色隐蔽灵活地穿插于敌外围据点之间，直指车桥。

5日凌晨，攻城部队按预定计划出击，战斗打响。在炮兵火力掩护下，第7团自车桥南北两个方向迅猛行动。战士们跃过壕沟，架起云梯，爬上围墙，很快攻下了碉堡，如潮水般涌入车桥镇内，将日伪部队分割包围。经过激烈战斗，我军于当日中午全歼镇内的伪军大队。下午3时半，第7团接着对城内的土圩和碉堡展开总攻，日军小队大部被歼，残敌固守挣扎。

就在新四军攻坚部队围歼日军之际，车桥外围的阻击打援战斗也已打响。5日午后，驻曹甸、塔儿头的100余名日伪军出动增援，当进至大施河时，触发了我军预设的地雷，同时遭到第52团迎头阻击，被迫原路撤回。

5日下午，驻淮阴、淮安、涟水等地的日伪军700余人分批在淮安集结，乘车向车桥驰援。下午3时许，第一批援敌240余人乘车抵达我军的预设伏击阵地芦家滩，当即遭到迎头痛击。敌一部向我军发起正面攻击，另一部则在慌乱中散开至公路以北，恰入我军预设地雷阵内，损失60余人。第一批援敌锐气大减，被迫退守韩庄。接着，第二、三批援敌分别于下午4时、5时先后进入韩庄，与第一批援敌会合。当晚8时许，援敌集中主力向我军阻击阵地进犯，企图从正面突破。战士们则从敌侧背奋勇出击，与敌展开白刃格斗。

至6日凌晨，猬集于韩庄的援敌大部被歼，其残部向西逃窜。7日，困守在车桥土圩内负隅顽抗的小股日军，乘隙狼狈逃往淮安。新四军第1师所属各部乘胜扩大战果，至13日，逼退曹甸、泾口等10余处日伪军据点的敌人，使淮安、宝应以东纵横50公里的地区获得解放。至此，车桥战役胜利结束。

车桥战役共歼灭日军460余人、伪军480余人，缴获92式步兵炮1门及大量军用品。此役，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，实现了苏中抗日斗争形势的根本好转。

捷报传到延安后，新华社向全国播发了车桥大捷的消息，赞扬这是“以雄厚兵力”打的一个“大歼灭战”。