朝阳集战役后，北面两路进犯的敌人暂取守势，不再前进；南面的7军却乘机占我泗县、五河，并打通了固镇至灵璧、泗县至五河的两条主要公路，向我步步逼近。针对上述敌情变化，陈司令员和宋参谋长研究决定：以一部兵力监视北面的敌人，而集中主力先歼南面深入泗县之敌。山野于8月2日召开作战会议，并下达了攻击泗县的命令。
参加泗县战役的部队是2、9纵和7、8师。在我纵开进途中，大雨倾盆，水深齐腰，平地一片汪洋，部队行军受阻，4小时才走了7里路。我将情况报告了陈、宋首长，并通报了2纵和8师。
8师刚从鲁南地区长途跋涉南来，距作战地区更远。经过反复考虑，我与宋参谋长通了话，提出尽管部队已经开进，但此战是否可以暂时不打。当时，他决心很坚定，说如果拖下去的话，北面敌人又上来，仗就更不好打。但我总觉得此仗没有把握，在连降大雨的情况下，敌人是以逸待劳，我军则在泥泞里奔波，又要攻坚，形势甚为不利。思考再三，我又直接向陈司令员发电，建议暂不攻击泗县。电报发出后，部队已接近战场，仍未见回复。
8月7日下午，泗县攻城战斗打响，9纵从东面发起攻击。由于我纵第79团和81团奉命参加城西和城东南的阻援行动，我手中只有3个团，乃决心以第77团由东关向东门攻击，第75团主力由城东南角攻城，一部兵力向南攻击，第73团求歼东关三里湾之敌后转为预备队。因连日下雨，护城河暴涨，四周积水特别深，原来准备的攻城器材失效。战士们泅水强渡，遭敌火力封锁，仅一部突上了城墙，后又被反击下来，伤亡严重。当日，第8师从城北攻击，这支有着光荣历史的山东部队善于爆破，很快就突破城垣，与城北区守敌展开逐屋争夺战。泗城守敌是桂系部队，善于防守，拼死顽抗。第二天，战斗更为激烈。8师第一梯队伤亡很大，第二梯队加入战斗后，又是一场恶战，但仍无进展。我纵在东面连续攻城，也未奏效。
9日上午，敌集中兵力向8师反扑，并占领了北城门楼，断了8师入城部队的后路，情况万分危急。担负阻援任务的2纵、7师等部亦为水阻，不能迅速增援。中午，宋时轮参谋长召集我们研究情况，决定撤围泗城。我纵77团参加策应8师城内部队突围，75团组织力量求歼泗县东北八里桥之敌。当晚，在强攻八里桥战斗中，75团团长张永远不幸中弹牺牲。我与永远同志10年相处，友情甚笃，得此噩耗，深感痛心。
在泗县战役中，我军共在泗县战役中，我军共计歼敌3000余人，其中8师部队歼敌最多。此仗虽在一定程度上打乱了南路敌军向我淮北解放区进攻的部署，但由于攻坚受挫，自己也伤亡2000多人，是一个消耗仗，部队的情绪受到很大影响。泗县失利的原因，从客观上讲，是大雨连绵，部队机动和转移十分困难，弹药多受潮失效，电话线难以架设，译电又慢，影响了对情况的及时处置；从战役指挥上看，兵力不够集中，特别是对攻击重点使用兵力单薄，作战准备不够充分，对敌第7军的作战特点缺乏具体研究，对其防御能力也估计不足。
8月中旬，我们在位于睢宁东南葛口子的野战军司令部开会，研究下一步行动方案。陈毅和宋时轮首长听取了各部的汇报，总结了泗县作战的经验教训，决定8师回鲁南地区补充。后来，陈毅司令员还亲笔给8师领导写了一封信，对8师和其他部队的损失，对作战的失利，承担了领导责任，并鼓励部队要振奋精神，再接再厉，迎接新的战斗。字里行间，充分体现了他的统帅气度，不但使8师指战员十分感动，参战部队也深受教育。在总结时，我提出此仗受水的影响太大。陈司令员问我，为什么当时不提意见?我便将打电话、电报提建议的情况，如实作了报告，并查到了由我签发的电报，他便没有再说什么。