淮海战役前夕，粟裕（左）同张震（中）等一起研究作战问题。
运筹帷幄，驰骋大江南北，淮海战役立了第一功
1945年8月，日本帝国主义无条件投降。1946年6月，国民党撕毁停战协定，向解放区发动了全面进攻。大敌当前，粟裕先后又以华中军区副司令员和华东野战军副司令员的身份，挥戈上阵，驰骋大江南北，为解放全中国“愈出愈奇，愈打愈妙”。
1947年2月，华东野战军集结在临沂附近休整待机。此时，国民党军却集中了19个军（整编师）、49个师（整编旅），采取南北对进的部署，企图在山东解放区首府临沂附近与华东野战军决战。面对严峻局势，粟裕和陈毅大胆地采取了“声东击西”之策。粟裕以两个纵队在临沂周边阻击南线之敌，并在运河上架桥，伪装华东野战军要西进，而将主力隐蔽北上，经2月20日至23日昼夜激战，全歼北线之敌7个师，连同南线阻击和地方作战部队，莱芜战役共歼敌7万多人，其中俘第二绥靖区中将副司令李仙洲以下将官17名，击毙2名。不仅取得了大兵团打运动战经验，而且创下解放战争一个战役歼敌的新纪录。战役结束后，陈毅在接见新华社记者时说：我军副司令员粟裕将军的战役指挥一贯保持其常胜纪录，愈出愈奇，愈打愈妙。
1947年3月，国民党将全面进攻改为集中兵力向陕北和山东实施重点进攻。在山东战场，国民党军投入了24个整编师，60个旅约45万人的兵力，其中包括了他5大主力中的3个。在配置上，编成3个兵团，成弧形向鲁中推进，企图迫使华东野战军与其决战或北渡黄河。作为战役指挥员，粟裕同陈毅一起制定了泰蒙战役计划。4月22日，在粟裕指挥下，我军首先发起了对最左翼的泰安国民党守军第72师的围攻，以吸引和歼灭其援军。但因敌军惧怕未敢出援，于是改为强攻，至26日全歼敌整编第72师师部及两个旅，活捉中将师长杨文泉。5月22日，粟裕根据变化的战场情况，提出了改变以往先歼弱敌、翼侧或孤立之敌的打法，而采取“猛虎掏心”的战法，从敌战斗队形的中央切入，并运用隐伏于鲁南的第6纵队，切断敌南撤的退路，把蒋介石的御林军、五大主力之首号称“王牌”的整编第74师，割裂出来予以歼灭的大胆作战方案。陈毅认为这是“百万军中取上将首级”。从5月13日至16日，我军已在孟良崮山区夺占了大多数阵地。但在战役接近尾声，粟裕清点战果之时，却发现歼敌数与敌第74师的编制数尚有7000人的差距，于是他又命令部队严密搜索，果然在孟良崮和雕窝之间，发现了正准备突围的敌人，当即被全歼。孟良崮一役，全歼国民党“王牌”军整编第74师3万多人，击毙中将师长张灵甫。
孟良崮战役的胜利，给了敌人以沉重的打击，使国民党军转入守势，但蒋介石并没有放弃对山东重点进攻的方针。为彻底粉碎蒋介石的重点进攻和配合刘（伯承）邓（小平）大军进军大别山，中央军委决定让华东野战军由内线歼敌变为外线出击，于7月1日实行三路分兵，对国民党军进行分路出击。面对局势的发展，粟裕不仅向中央建议扩大野战军，而且建议：陈毅和粟裕一同到外线指挥。8月18日，粟裕再次向中央军委和华东局发电，建议为更有力支援刘邓，将作战地域扩大到陇海路以南，破袭津浦，威胁徐州，并以运河西岸为中心。毛泽东答复：“粟裕同志18日酉电极为正确……”随后，在中央领导下，粟裕带领所属部队力克开封，勇战睢杞，强破济南，智擒区寿年，活捉王耀武。一系列精彩绝仑的表现，“给蒋介石肃清中原的呓语以迎头痛击。”然而，粟裕的眼光却投向了更大的战场，他的战争脚步在苏、皖、鲁、豫之间即将步出更为灿烂的画卷，这就是震惊中外的淮海战役。
中央军委在决定淮海战役作战方针和战役过程中，粟裕以杰出军事家的战略眼光和胆识，曾在关键时刻四次提出重大建议，均被中央军委采纳。第一次是济南战役尚未结束，他向中央军委提议举行淮海战役，次日即接到中央军委和毛泽东的复电：“我们认为举行淮海战役甚为必要。”第二次他向中央军委提出：鉴于即将举行的淮海战役规模很大，建议请陈（毅），邓（小平）统一指挥。次日又接到中央军委和毛泽东的复电：“整个战役受陈邓指挥。”第三次是1948年11月8日，他向中央军委提出在歼灭黄伯韬兵团后立即向徐州、蚌埠线进击，将国民党主力歼灭在长江以北。中央军委次日复电：“应极力争取在徐州附近歼灭敌人主力，勿使南窜。”在战役中期，粟裕准确预见了徐州国民党守军逃窜的可能及其方向，并向中央军委及时提出了被采纳的第四次建议。
淮海战役中，我军共投入兵力60万余人，其中华野的兵力达42万，占参战兵力总数的70%。这支大军在粟裕的指挥下，攻如猛虎，守如泰山。而粟裕得心应手的指挥，往往凭借的是沙盘和地图。他一坐就达几十个小时。在华东野战军机关，每个同志都知道，粟裕坐在地图沙盘前，他不喊，谁也不准进屋。面对瞬息万变的战场局势，粟裕把握了大兵团作战的规律，战役第一阶段，他正确处理了作战方式的转换和各阶段的衔接，运用近迫作业的方法，突然袭击敌阵地，全歼包括黄伯韬在内的17个师。第二阶段，粟裕正确判断了杜聿明集团可能的突围方向，指挥华东野战军钳制、阻击、追击和合围杜聿明集团30万人于徐州西南的陈官庄地区。最后又在兵力不够情况下，力主华东野战军抽出部分兵力，先期解决黄维。第三阶段，他运用政治军事相结合的方式，于1949年1月10日全歼了杜聿明集团，并乘势解放了江淮间广大地区。
淮海战役是粟裕建议发起的，在战役的关键时刻，他均提出了重要建议，对中央军委作出正确的决策起了举足轻重的作用。事实上，正如张震所说，淮海一役，我中原、华东野战军并肩作战，60万对80万，以少胜多，创造了我军历史上战役规模最大、歼敌数最多的光辉纪录。毛泽东称赞说：“淮海战役打得好，好比一锅夹生饭，还没有完全熟，硬是被你们一口一口地吃下去了。”“粟裕同志立了第一功。”刘伯承元帅在全国解放后对记者发表谈话说：“粟裕将军百战百胜，是解放军最优秀的将领之一。”
