華東野戰軍西線兵團出其不意攻佔開封，全殲守軍開封位於河南省東部平原，北瀕黃河，南倚隴海鐵路，城周約20餘公里，有六門四關。守軍爲國民黨軍整編第66師師部率第13旅、整編第68師1個團及河南省保安第1、第2旅和3個保安團共3萬餘人，由河南省政府主席劉茂恩擔任總指揮。其部署是：第13旅擔任城區及曹關、西關防禦;整編第68師1個團位於城南作預備隊;保安第L旅1個團擔任省府警衛，其餘保安部隊在南關、宋關擔任防禦。華東野戰軍以剛到通許、陳留地區的第3、第8縱隊組成攻城集團，由野戰軍參謀長陳士榘、政治部主任唐亮指揮，準備採取奔襲手段佔領城關，爾後實施攻城;以中原野戰軍第9縱隊楔入鄭州、開封之間，阻擊鄭州方面國民黨軍增援;以中原野戰軍第11縱隊和冀魯豫軍區獨立第1旅於鉅野地區，自北向南牽制整編第5軍;以華東野戰軍第1、第4、第6縱隊楔入定陶、曹縣、民權、考城地區，阻擊整編第5軍西援;以冀魯豫、豫皖蘇軍區部隊相機攻佔東明、蘭封(今蘭考)，並破襲隴海鐵路蘭封至野雞崗段，阻止國民黨軍西援。
戰役於6月17日發起。攻城集團展開攻擊後，佔領丁南關、宋關、曹關。18日23時，第8縱隊首先突破新南門，但突破口很快被守軍封閉，後續部隊未能跟進。已突入城內的部隊以城樓作依託，抗擊反撲。19日1時，第3縱隊經炮火準備後，對朱門實施攻擊，突入城內，迅速向兩側及縱深發展。9時，第8縱隊肅清新南門外地堡羣，再度控制突破口，與先期登城的部隊會合，隨後相繼突破大南門和西門。各入城部隊多路向縱深穿插，經激烈巷戰，至20日23時，攻佔了除核心陣地古龍亭、華北運動場以外的全部市區。21日17時發起最後攻擊，至23時全殲守軍。
在攻城集團圍攻開封期間，整編第5軍等部全力增援，華東野戰軍第1、第4、第6縱隊和兩廣縱隊、中原野戰軍第11縱隊進行了頑強阻擊。中原野戰軍第9縱隊在豫皖蘇軍區部隊的配合下襲佔中牟，阻止了鄭州整編第47軍(即孫元良兵團)東援。華東野戰軍第10縱隊及中原野戰軍第1、第3縱隊在卜_蔡及其以北地區阻擊整編第18軍(即胡璉兵團)北援。華東野戰軍山東兵團包圍津浦鐵路線上的究州，蘇北兵團攻克隴海鐵路線上的阿湖，保障或策應了攻克開封的作戰。
開封之戰，華東野戰軍西線兵團共殲滅國民黨軍3萬餘人。這是人民解放軍在中原戰場上繼洛陽戰授後又一次成功的攻堅作戰，也是人民解放軍第一次攻克國民黨軍據守的省會的作戰，爲爾後攻佔大中城市和制定城市政策提供了經驗。
在睢杞地區殲滅區壽年兵團主力，挫敗國民黨軍尋求次戰的計劃開封失守，使國民黨政府主席蔣介石十分驚慌。爲挽回敗局，急令邱清泉兵團並指揮整編第83師星夜向開封攻擊前進，令剛組建的區壽年兵團(轄整編第75、第72師和新編第21旅)由民權經睢縣、杞縣迂迴開封，企圖與華東野戰軍西線兵團在開封決戰。粟裕依據國民黨軍動向，鑑於區壽年兵團剛組建，戰鬥力較弱，作戰經驗少，圍殲把握性較大，經報請中共中央軍委批准，決心放棄開封，集中兵力殲滅區壽年兵團於運動中。遂以華東野戰軍第1、第4、第6縱隊和中原野戰軍第11縱隊組成南北兩個突擊集團，隱蔽集結於睢縣、杞縣、太康之間和民權地區，準備對區壽年兵團實施夾擊;以第3、第8、第10縱隊和兩廣縱隊組成阻援集團，在杞縣以西地區阻擊邱清泉兵團東援;中原野戰軍第9縱隊除負責阻擊鄭州援軍外，從側後牽制邱清泉兵團等部;冀魯豫、豫皖蘇兩軍區各一部兵力破擊隴海鐵路徐州至民權段，並直接配合野戰軍作戰。此時，中原野戰軍主力仍在平漢路南段西平、上蔡與商水間阻擊胡璉兵團等部。
6月26日晨，華東野戰軍第3、第8縱隊撤離開封向通許方向轉移，第1、第4、第6縱隊向杞縣以南傅集地區轉移。邱清泉兵團即以先頭1個旅佔領開封，主力向通許方向尾擊第3、第8縱隊。區壽年兵團在進抵睢縣、杞縣後徘徊不前，與邱清泉兵團形成40公里的間隙。華東野戰軍突擊集團乘機於27日晚開始對區壽年兵團進行合圍，至29日晨，將其兵團部及整編第75師包圍和分割於龍王店、常郎屯、楊拐，榆廂鋪、陳小婁等地，並將整編第72師包圍於鐵佛寺周圍地區。第3、第8、第10縱隊迅速插入杞縣、齊砦、高陽集、王崮之線，隔絕了邱、區兩兵團的聯繫。29日晚，突擊集團以一部兵力包圍整編第72師，主力圍攻龍王店外圍各村落，至7月1日中午，將整編第75師所屬第6旅及新編第21旅全殲。接着向龍王店守軍發起猛攻，激戰至2日凌晨3時，將區兵團部、整編第75師師部及第16旅1個團全殲，俘區壽年。西線阻援集團在杞縣西南和以東地區對邱清泉兵團進行頑強的陣地防禦戰，連續擊退其在飛機、坦克、大炮支援下的輪番進攻，保障了突擊集團圍殲區壽年兵團作戰的勝利。
在華東野戰軍西線兵團圍殲區壽年兵團的作戰開始後，國民黨軍統帥部於6月29日將進至山東省朦縣的整編第25師回調，與第3快速縱隊、交警第2總隊組成一個新的兵團，由黃百韜任司令官，立即增援豫東，7月1日到達帝丘店附近。粟裕根據黃百韜兵團經長途跋涉，立足未穩，利於圍殲;在帝丘店附近鐵佛寺的整編第72師已傷亡較大，無力出援等情況，決心先求殲黃百韜兵團，然後再圍殲整編第72師。部署是：以第3、第10縱隊及第8縱隊一部繼續擔任對邱清泉兵團的阻擊任務;以第8縱隊主力及第6縱隊1個師圍殲榆廂鋪、何旗屯的整編第75師殘部;以中原野戰軍第11縱隊監視整編第72師並作預備隊，以第1、第4縱隊和第6縱隊主力及兩廣縱隊東移，圍殲黃百韜兵團。7月3日，各縱隊到達帝丘店西北曹營、謝營，同時全線出擊，達成合圍並迅速殲滅2個團。接着增調第8縱隊參戰。5日晚發起總攻，至6日晨，克王老集、孫莊等地，又殲滅1個團。此時，東援的邱清泉兵團已由杞縣以北柿園、謝砦地區到達帝丘店右側，並正向東南方向迂迴;由阜陽向北的整編第74師經商丘西援已到達寧陵以西地區;沿平漢鐵路北援的張軫集團(包括胡璉兵團)已達淮陽、商水地區。在此情況下，華東野戰軍如繼續圍殲黃百韜兵團，勢必被迫與多路援敵作戰，將陷入被動同時，戰區久旱無雨，井涸河干，飲水困難，又兼盛夏酷暑，疫病流行。爲保持主動，粟裕當機立斷，決定結束戰役。華東野戰軍西線兵團和中原野戰軍各部隊於7月6日晚撤出戰鬥，向睢縣、杞縣以南及魯西南轉移。睢杞之戰，共殲國民黨軍5萬人。
在此期間，中原野戰軍主力牽制了平漢鐵路沿線的孫元良兵團、張軫集團;華東野戰軍山東兵團掃清了津浦鐵路濟南至薛城段國民黨軍據點，並圍攻兗州;蘇北兵團攻克漣水、泗陽、宿遷等城鎮，均有力策應了睢杞之戰。
戰役結果
豫東戰役，是人民解放軍同國民黨軍在中原地區進行的一次會戰。華東野戰軍西線兵團和中原野戰軍一部，連續作戰20天，殲滅國民黨軍1個兵團部、2個整編師師部、4個正規旅、2個保安旅，連同阻擊戰共殲滅國民黨軍9萬餘人。削弱了中原國民黨軍的有生力量，動搖了其據守戰略要地和遠程機動增援的信心，同時也鍛鍊丁人民解放軍進行城市攻堅戰、運動戰和平原地區阻擊戰的能力，爲進一步開展中原、華東戰局創造了有利條件。
