5月24日早晨,张震旅一部向袁店集伪军第五十九团一部发起攻击,连续突破伪军的几道工事障碍,直逼伪军核心据点,随即展开政治攻势,迫使伪营长以下全部投降。
与此同时,滕海清第九旅一部在霄店集以东神仙井设伏,全歼从孙町集前来增援的伪军一个营。在新四军的连续攻势下,伪军不得不收缩兵力,全力防守孙町集和界沟集等据点。
6月30日夜,为扩大战果,张爱萍师对驻守界沟集的伪军第五十七团发动强攻,至7月l日,歼灭伪军一部。宿南战役共歼灭一千九百多名伪军,开辟了宿南地区,使津浦铁路以西根据地连成一片。
宿南战役尚未结束,张爱萍师又在津浦路东发起睢宁战役。
睢宁县城位于陇海铁路南侧,是徐州东南面的重要外围据点。在宿南战役进行时,睢宁日军被迫撤走,睢宁城仅留一千多名保安队驻守。张爱萍派出部分主力,在地方武装配合下,于6月19日向睢宁城发起攻击。进攻部队首先扫除城外据点,切断了睢宁与宿迁、徐州的联系,形成对县城的包围。