离开邵伯后，粟裕和参谋、警卫员在茫茫看不见边际的平原上纵马奔驰，彪悍、矫健，如一股旋风来到华中野战军司令部。参谋严振衡立即向他详细汇报了高邮外围作战情况以及八纵下一步攻城准备情况。
22日清晨，粟裕来到高邮城外东北角的村子里约见了陶勇，在陶勇陪同下视察高邮城外地形，特别深入考察了东门外的地形。
其时，日伪军已全部龟缩到城里，城楼上的警戒全部换上荷枪实弹的日本兵，他们不断向新四军阵地开枪射击。一面日本旗，孤零零地迎风摇晃，早已失去了往日的威风。
粟裕了解战况及准备情况后亲自作了详细的作战部署。(www.guayunfan.com)
粟裕指出：东门外地形平坦开阔，门内是日军司令部驻地，是日军兵力、火力部署的重点所在，我军不易接近，亦不易突破。但在我军外围作战，攻击城东宝塔时，曾用过日本九二式步兵炮，这使日军对东门不敢掉以轻心。对此我们要加以利用，用六十六团在城东造成攻击声势。为了减少伤亡接近城墙，除利用现有的众多交通壕和低胸墙工事外，还可利用夜晚将交通壕尽量挖近城墙；同时以草袋、麻袋装土，在距城墙数十米、百把米外，将低胸墙工事一律堆成与城墙同高，甚至高过城墙的半月形堡垒。每隔几十米一座，将轻重机枪架上去，以强大的火力压制城墙上的敌人。总攻时要用迫击炮、步兵炮、山炮集团射击，轰击东门内日军司令部。总之，一定要在东门紧紧牵制敌军主力，以利我北门和南门主攻方向作战。
粟裕特别强调说：我军的主攻方向是北门和南门，尤其是北门。我军已占领的南北关本身就是两个较大的集镇，房屋连房屋一直到城门的城墙脚下。我军可打通民房，隐蔽地接近攻击敌人。南、北门的日伪军虽多，但我火力强，容易突破。一定要周密地做好总攻准备。
末了粟裕问陶勇：“用三天时间做准备，三天后发起总攻，能不能准备好？”
陶勇答道：“能！”
粟裕继续指出：西城墙和西门外紧挨着公路、运河、高邮湖，地面纵深很小，我军展不开大部队，敌人又居高临下，因此，敌人很可能认为我军不会置重兵于此，对敌这种心理，我们要加以利用。敌人认为越安全的地方，防御越薄弱，我们越容易得手。我们要在城墙的西北角放一个营，总攻开始后，该营利用夜晚从北关镇的北头翻过公路大堤，沿大堤西侧隐蔽运动到城墙的西北角偏南地段。在我军向其他方向各城门展开猛攻之后，该营迅速翻过大堤，尽量以偷袭的方式，用云梯爬上西城墙，部队登上城墙向北门进攻，并防止西门之敌向北增援。总之，一定要保住突破口。切记：此处力争偷袭，充分准备强攻，偷袭不成，旋即强攻，以收神效。
粟裕还强调：“要照顾好张鼎丞司令员的安全，张司令员有什么指示，你们一定要切实执行。”
陶勇听了连连点头。
粟裕笑着说：“陶司令，你的指挥所我就不去了，我静候你们的胜利消息！去干吧！”
部署完毕，粟裕回到野战军司令部，并派参谋人员到各个主要参战团，随时了解总攻准备进展情况。陶勇回到八纵队司令部，又对总攻部署作了进一步的调整。
高邮是京杭大运河上的重镇，四周为湖泊、河流、土城环绕。高邮城墙高9米、厚7米，5 ～ 7米宽的护城河环绕四周，驻有日军独立混成九十旅团六二六大队和一个炮兵中队共1100多人，伪军第二方面军孙良诚部2个师6个团以及伪保安大队、警察大队等武装共5000多人。如果日伪军顽固到底，要打下来肯定要很大的代价。
日本天皇宣布投降后，日军对投降的消息进行了严密的封锁，士兵都不知道真相。攻城前，陶勇首先发动强大的政治攻势，敌工部长陈超寰带着一批敌工干部、十多位日本反战同盟和朝鲜解放同盟成员加强了对城内日伪军的攻心战，以瓦解日伪军。
为了同日军前沿士兵直接接触，日本反战同盟盟员山本一三到前敌阵地作劝降喊话。
山本身穿日军军服手持话筒以日语劝降：“日本天皇早已宣布无条件投降了！放下武器，保证生命安全！不要再打了，你们的父母姐妹正等待着你们回家！”
一个叫宫本的向城头的日军读了天皇诏书：“我兹命令日本帝国大本营，即刻下令日本一切武装部队及不论驻在何地的日本控制下的武装部队指挥官，他自己及他们率领的武装部队无条件投降！”又放起了日本歌曲：“……唷，经常的，为我们的命运祷告的好母亲，大概很健康吧！妹妹大概要出嫁了，我做哥哥的多么想买些东西，做你的嫁妆。山啊，海，遥远地隔离我们，怎么能到达那里……”
日军开始拒不作答，有的还放冷枪，但后来就渐渐发生了兴趣，枪也不打了，往往几个人抱着枪站在那里听。战地安静下来，只有幽怨柔和的日本歌曲飘荡在夜空。
政治攻势终于取得效果，两个日本士兵晚上借出城修理铁丝网乘机投奔到攻城这边来了，其中一个已经负伤，走路一瘸一拐的。他们反映，天皇投降的消息，日军内部再也封锁不住了，日军思想上十分混乱，但部分指挥官仍然妄想执行上级命令，向国民党投降。
就在这时，国民党一面密令高邮日伪“共同固守待援”、“坚决抵抗到底”；一面公开派出二十五军一〇八师师长顾凤阳率领日械装备并配有日军顾问的一个团，勾结日军500余人，伪军三四千人，由仙女庙出动，向已经解放的邵伯进犯，并企图增援高邮。
高邮守敌嚣张起来，将进城劝降的原伪军副团长杀害，将他的头扔出城外。失去下属的团长抱着那颗血淋淋的人头大哭，对着高邮城大喊：“他妈的，我要参加总攻，打进去非宰了你们不可！”
劝降未果，局势紧张，粟裕决定立即攻城。
25日晚，天空黑沉沉，下着小雨。陶勇一声令下，炮兵首先对东门内的日军司令部实行集团射击，牵制敌军主力于东门。将敌军主力调到东门后，炮兵又转移到主攻方向的北门、南门。炮击过后，八纵队攻城的六十四、六十六、六十八团分别向高邮城北门、东门、南门发起猛攻……
六十八团首先在南门架起云梯一举登上城头，并连续打垮敌人的反扑。随后八纵副司令彭德清和六十八团长俞炳辉率团主力登上城头，打开南门并向城中心和西门方向发起进攻。
六十四团是著名的“老虎团”第七团的新番号，他们从城北面发动攻击。
第一营从西北城墙角向上爬。突击班长袁金生把梯子靠到城墙上。城墙有九米多高，从下面往上一看，黑压压的显得特别高大。梯子是用三根竹子连接起来的，爬上去摇摇晃晃吱吱呀呀作响。战斗组长蒋万金带头爬上去，眼看快到城头，日军突然伸出许多钩镰枪。可是蒋万金动作很快，人还未到，手榴弹已经扔上了城头。
一声巨响，把日军吓得逃开了，就在这烟雾弥漫的一刹那，突击班跃上了城头。随后坚守在城头上，像一把锋利的尖刀把日军的城墙防线挑开一个缺口，像一颗钉子钉在那里。一营长邓若波率一连随三连之后登上城头，几乎同时，三营长秦镜率三营登上城墙向城内突击，接着林少克率二营打开北城门进入城内向城内攻击。
六十四团突入北门的同时，六十六团和高邮独立团也突破东门。至此，八纵五个团全部攻入高邮。六十八团与六十四团在城内会师。随后八纵司令陶勇亲自进城指挥作战。负责深入城内的七十团和七十二团进入城内与敌展开巷战。炮兵把山炮、九二步兵炮、八二迫击炮调进城，搬上城墙，居高临下炮击目标，一打一个准。
天亮后，粟裕带着严振衡和警卫员也从突破口登上城墙。他举起大拇指表扬作战勇敢的指战员，对第一个登上城墙的袁金生说：“好样的！英雄！”
敌人的防线被突破后，他们经过激烈巷战和七八次反复冲杀，被迫从城西半部龟缩到了城东半部，进入日军司令部“洪部”。
六十六团突击连的向导是高邮城内跑人力车的，最熟悉地形，他把六十六团最早带到日军司令部。
团政委姚力跟着部队进到日军司令部内部，发现里日军有300人左右，他们已经放弃顽抗，一伙一伙地坐在地上烤火。姚力在各处放上岗哨后，日军一个值班军官才同姚力联系。姚力令日军立即投降，日军官一面表示愿降，一面坚持要求与新四军代表谈判。
姚力立即向指挥部报告。不久，陶勇派出的谈判代表政治部主任韩念龙、副主任谢云晖、书记官参谋杨起来到司令部。
当他们到达司令部门口时，一个日本军官走出来，年纪约50岁，目光阴森，全副武装，挎着指挥刀，笔直地站在那里，大声地说：“我是日本皇军派遣部队最高司令官，我只同你方最高代表谈判。”
原来他就是日军独立第九十旅团的岩奇大佐。
韩念龙严厉地说：“我就是最高司令官代表，现在命令你们无条件投降。现在我只给你20分钟时间，否则，我军将发动全面总攻，彻底消灭你们！”
韩念龙话音刚落，岩奇身后突然蹿出一个日军。这名日军手拿一把军用锹，向韩念龙头部劈来。站在一旁的杨起眼疾手快，冲上前去，制服了这个日军，并夺下军用锹……
岩奇大佐见此情景不得不放软口气，说：“我们旅团中心在南京，我们愿意离开高邮回到南京去；城里的弹药给养和重武器，我们可以全部留交给你们。为了路上安全，我们的轻武器将随身带走。”
韩念龙当即拒绝：“你们只能无条件投降，你们天皇的命令，也是叫你们无条件投降，我们保证你们和你们的家属生命安全，不侮辱你们的人格，你们投降后的一切安排，我们自然会按我军优待俘虏条例妥善处理。”
这时候，日军司令部里不断有日军军官进出，交头接耳，好像是在商量什么，还不时在他们的司令官耳边讲几句，岩奇突然变得客气起来：“代表请坐，我们愿意无条件投降！”
此时城里好些地方，日军还拿着武器同攻城部队对峙着，态度极不老实，韩念龙对岩奇说：“现在，你和你的部属必须立即解除武装。”
听说就要交出武器，岩奇大佐犹豫了好久，最后才慢慢地从身上解下指挥刀，放在桌上。接着叫来了许多日军官，下了缴械的命令。
韩念龙说：“你们愿意和平接受投降，我们表示欢迎，并愿意尽可能为你们提供方便。请你把队伍带到这里，交出武器，我军将为你们举行受降仪式。”
岩奇要求粟裕主持受降仪式。粟裕听说后嗤之以鼻：“他算老几！”
粟裕拒绝主持受降仪式，但仍打算亲临现场。他带着作战科长严振衡、侦察参谋张崇文等人悄悄进入高邮城。一路只见人们欢天喜地，张灯结彩，如同过节。
一进入日军司令部大院，粟裕看到一个日本军人正在焚烧文件，立即过去用脚把火踩灭，吩咐张崇文立即收缴敌人的一切文书资料，任何人不得销毁。看到战士为搬运武器与日军发生争执，他立即让严振衡前去处理，规定一切枪械弹药均须造册点缴，受降后再行分配。
受降仪式在日军司令部大厅里举行。那里已经围了一些民众和战士。看到粟裕来了，他们让出一个空间给粟裕。粟裕微笑着，同这些普通士兵一起作为旁观者观看了整个受降仪式。
大厅内摆着一张长桌，桌上铺着黄军毯，长桌一头靠北边墙，左边正中落座的是韩念龙，左右是助手和翻译，再后面一排站立着我军干部战士。长桌右边立着两排日军军官，岩奇大佐在中间。
有一名日军军官从其中出列向岩奇大佐行军礼后，双手捧着日军花名册和军械、军需登记册呈交岩奇大佐，然后退回原位。岩奇站起来，向韩念龙行礼，然后双手捧着名册和登记册恭恭敬敬地呈交给韩念龙，仍退回原位站着。
威风八面的韩念龙接过名册翻开，略阅后，命令岩奇指定专人陪同我军人员去广场和仓库清点交接武器和物资。同时，派人随同到分散被围的各据点命令日伪军放下武器。最后他宣布：“一、投降之日军官兵仍回原驻地待命，为了安全，活动限于院内，不得外出。二、战死的日军予以火化，骨灰收好，带回本土。三、受伤日军由我方医务人员协同日方医务人员予以救治。”
仪式结束后，粟裕不声不响地离开大院。
这一切，不仅日本军官不知道，连主持受降的韩念龙也没有发现。
过后，记者甄为民采访败军之将岩奇，岩奇躺在为优待俘虏提供的门板上不肯作答。
三天以后，粟裕接见缴械投降的日本军官，陈超寰用日语向那些日本军官介绍：“这就是粟裕司令，他是这次战役的最高指挥官。”
在场的日本军官都惶恐地站起来向粟裕敬礼，然后又垂下头。未几，当他们得知粟裕亲临受降现场时，日本军官异常惊讶，连连表示：“不胜感激之至，不胜荣幸之至！”
高邮日军司令官岩奇深受感动，并心悦诚服。他本来得到许可可以将祖传的宝刀带回日本。但他双手捧着宝刀，向粟裕一躬到底，说：“谨将这柄远祖相传的紫云刀，敬献给仰慕久已的中国将军。”
岩奇呈献给粟裕的刀削铁如泥，能破开十枚叠在一起的铜钱，是把罕见的宝刀。抗战中鲜见有粟裕个人留用和保存日军战利品的记载，但粟裕将这把刀留下来了，让一个叫牛秉兴的随身警卫员背着。也许在他眼里，到这个时候，抗日战争才真的结束了。这把刀不仅是苏中军民战胜日伪的证物，也是抗日战争中最特殊一仗的证物。
高邮城工事坚固，兵力雄厚，粮弹充足，可谓坚城。参战的六十六团政委姚力总结取胜的最根本原因是我军作战能力、武器火力均已发展到与敌不相上下的水平，加上士气特别高涨，以强悍的战斗力压倒日军，日军才甘拜下风，动摇投降。
高邮城是抗日战争中全国最后一个光复的县城。高邵战役歼灭日军1100多人，创造了新四军在抗日战争期间一次战役歼灭日军人数的最高纪录。
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