果然，国民党顽固派不甘心失败。实际上在顽军第一次向苏渐军区部队突袭遭到反击时，陶广已调第一九二师、第五十二师各一部驰援。无奈六十二师和“忠义救国军”垮得太快，他们纵然赶去亦属徒劳。孝丰乃战略要地，顽军绝不会坐视天目山“门户”被新四军控制。第三战区司令长官顾祝同密令陶广所部相机在孝丰附近将新四军南下主力围歼，粉碎新四军打通海北和浙东的企图，严防新四军以天目山作根据地。顾祝同也十分重视政治影响，再三叮嘱：“对剿匪部队行动严守秘密，勿使盟军发觉，以重国际听闻”（《粟裕战争回忆录》，解放军出版社，1988年11月，第1版，第326—327页。）。
对于将同顽军连续作战，粟裕早有充分预见。第一次反顽战役前他就判断：“顽军既置重兵于天目山，我要进入杭嘉湖敌后，必将遭到顽军的拦击，这样就不可避免要与之进行一场恶战，战场将在孝丰地区。而且由于顽区纵深大，后备雄厚，作战将不止一次。”（《粟裕战争回忆录》，解放军出版社，1988年11月，第1版，第318页。）通过进一步侦察，粟裕得知这一次陶广以第二十八军军长陶柳为前线总指挥，出动12个团，兵分四路，呈马蹄形向孝丰分进合击，包围过来。
粟裕分析认为，敌进攻部署的重点在孝丰以西，骨干力量是左中路的第五十二师和第一九二师各1个团，都是顽中央军，是第三战区主力。五十二师更是训练有素，反动教育深入，装备精良，配有苏式轻重机枪，是各部队中战斗力最强的。这个师在“皖南事变”中充当刽子手，此次又任急先锋。左路是浑名“猴子军”的“忠义救国军”，好打滑头仗，然而在得势时是有攻击力的。从整个兵力对比看，顽军2倍于我，表面上气势汹汹，但建制混杂，指挥不统一，内部矛盾重重。粟裕决定利用山地有利地形，以各个击破的战法对付顽军的分进合击：任凭几路来，我只打一路。
粟裕用少量部队钳制其他几路，将首歼重点对象选为西路，也就是敌人的左路，集中兵力捏成一个拳头，求歼第五十二师的第一五六团和“忠义救国军”主力。粟裕命令第三支队一部及独立第二团在孝丰周围担任正面守备，命令第八支队布防于孝丰西北一带阻击，第一、第三纵队主力分别控制孝丰及其西北地区，待机由孝丰西南和西北向西实施迂回包围，南北对进，合击进至攀丰西侧的顽军。
陶广严令各部抱定“有我无敌的决心”，务必达成夺取孝丰围歼新四军的目的。但顽军内部矛盾重重，发起进攻的时间原定3月1日，后来推迟至3日。首先由“忠义救国军”向孝丰西北之牛山、八卦山进攻，其他各路亦步步进逼。4日至6日，战斗十分激烈，许多阵地反复争夺。6日晚，苏浙军区各守备部队先后发起反击。
战役发展到了转折关头。7日，粟裕抓住战机，果断命令第一、第三纵队主力全线出击。西路“忠义救国军”见势不妙，早早溜之大吉，置翼侧中央军第五十二师一五六团于不顾，将其完全暴露。苏浙军区第三纵队决定切断顽第一五六团退路。双方在报福坛附近的黄泥岗遭遇，展开激战，反复争夺有利地形。第三纵队最终把一五六团消灭，顽军团长被击毙，副团长被俘。苏浙军区部队接着又在孝丰西南歼灭第一九二师一部。
顽军进攻的重点一路完全按粟裕的设想被歼灭了，其他各路哪敢再上，赶紧回缩逃遁。陶广4路分进合击的计划成了泡影。顽军兵败如山倒。
粟裕挥师扩大战果，决心占领天目山，指挥部队乘胜追击。天目山从东北向西南走势，绵亘百里以上，层峦叠嶂，竹林茂盛，山势险峻，大多数时间山头总是云雾笼罩，显得神秘莫测。天日山分东西两座，主峰均高达海拔1500米，支脉莫干山、昱岭、百丈峰等绵延。中共中央和毛泽东在1941年2月的一份指示电中就曾说，江南根据地是华中第二个战略中心，又分为苏南、皖南、浙东及闽浙赣边四个方面。苏南是江南聚集力量的中心。这个方向“将来应准备出天目山”（《毛泽东军事文集》第2卷，军事科学出版社、中央文献出版社，1993年12月，第1版，第622页。）。粟裕南下后渴望早日控制天目山，如今实现这一宿愿的时机已经成熟。
东、西天目山之间的鞍部有个地方叫羊角岭，海拔1100米，岭上秃石耸立，形似羊角，岭脊长约14公里，是从北面进入天目山地区的必经之地，两侧悬崖峭壁，自古就有“一夫当关，万夫莫开”之险。第一次反顽战役中被击溃的顽第六十二师，就是从这条险道钻进天目山的。此次一纵队二支队一路尾追逃敌，顽军如惊弓之鸟，竟然不敢据羊角岭这个天险抵抗。二支队乘机巧夺羊角岭，一鼓作气直下天目山南部的一都。溃退到一都的顽军正想歇息，听到一点响声立即惊慌逃命。美军一个气象组住在天目山主峰，他们没有走。一纵队先头部队一到，美国人就送来名片，要求会见新四军高级指挥官。二支队长吴咏湘带着指挥组同他们接触，由会讲几句英语的卫生队长担任翻译。双方谈得很融洽，最后互赠了礼品，美方送给吴咏湘一支卡宾枪和一些急救包之类，吴咏湘回赠他们一支手枪。此事后来在国民党第三战区引起不小的震动。顾祝同曾再三叮嘱“剿匪部队行动严守秘密，勿使盟军发觉”。然而盟军到底还是知道了，更糟的是战役结果事与愿违，顽军大败，这杯苦酒顾祝同只能往自己肚子里咽了。
3月11日，华中局致电苏浙军区：“你们在两次反顽大战中，再度创造以少胜众的新记录，捷报传来至以为慰。特再传令嘉勉，以昭有功。”（《钟期光回忆录》，解放军出版社，1995年10月，第1版，第168页。）
3月12日至26日，粟裕指挥苏浙军区部队又接连打了几个胜仗，完全占领天日山并解放了临安，第二次反击战胜利结束。苏浙军区部队再歼顽第一五六团团长朱丰以下1700余人，缴获许多枪炮弹药。浙西纵横100余公里的广大地区，包括长兴、广（德）南、孝丰、安吉、武康、德清、吴兴、余杭、临安、于潜、富阳等11个县的大部或一部均为苏浙军区控制。
四、“如果手中有3个纵队，就能成建制歼灭敌人”。坚主后续梯队及早南下。
1945年4月4日，苏浙军区领导机关离开长兴西北的仰峰齐，到孝丰城与前指会合。苏浙局面随着两次反顽战役的胜利已初步打开了。但粟裕并未因此松一口气，忙着部署部队做好深入发动群众的工作，以巩固现有地区，发展敌后新区，还将相当的精力用于抓军事工作。第一、二次反顽作战虽然战役目标都实现了，但歼敌与缴获不多，原因在哪里呢？粟裕静静地思索着。他总结得出的结论是：“从顽军方面说，他们总想保存实力，进攻时等待观望，撤退时争先恐后，一碰硬马上缩回，我们布下的口袋他不钻，而且部队撤得很开，不像黄桥战役时那样靠拢。从我们方面说，虽然山地战的适应力提高了，但长期在游击战争中养成的独立自主各自为战的习惯一下不易改变，各打各的多，协同配合少。从打游击战向打运动战转变、向进行大兵团协同作战转变，只能在实践中逐步完成。”（《粟裕战争回忆录》，解放军出版社，1988年11月，第1版，第330页。）
除了以上这些原因外，粟裕深深感到最突出的问题还是兵力不足。二纵孤悬浙东，只能与一、三纵进行战略配合。粟裕在排兵布阵时总有兵力不敷使用之感，只好将两个纵队靠在一起，作战时不得不一根扁担挑两头。粟裕用兵善于使用预备队，现在他手中根本没有预备队可用，导致围歼战变成击溃战。他设想：如果手中有三个纵队，就可以拿一个纵队堵截，两个纵队突击，仗就好打多了，就能成建制歼灭敌人。
粟裕期望着南下后续梯队尽早到来。
中共中央最初计划在粟裕率部南下后，再派第二梯队甚至有可能派第三梯队南下，新四军军部也南移皖南，陈毅由陕北回来主持，组成“江南大营”，大举发展东南。第二梯队原计划为两路：一路由谭震林率二师五旅南下皖南，向皖浙赣老苏区发展；另一路由叶飞率一师一个主力旅南下天日山，渡富春江，与浙东游击纵队会合，进入闽浙赣老苏区。由于日军收缩兵力，停止向正面战场进攻，还先后撤出南宁、柳州、福州以及新昌、兰溪等地，形势变了，中共中央决定暂缓执行大举南下计划。
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