“一万多人，如果用来打鬼子是多大的一股力量。现在好了，一下子成敌人了。”粟裕摇摇头，叹了一口气，“师广还是讲民族气节的，拒绝投降，不愧是老同盟会员出身。李长江就不是东西了！”
“汪精卫给李长江的承诺也诱人：一、李长江部改编为和平军第一集团军，由李长江任中将总司令，一切费用武器装备由日方供给；二、在日军解决苏北新四军及韩德勤后，由李长江任江苏省主席。”
十四日下午，粟裕要秦叔瑾拿两张兴化以北地区五万分之一的地图，送给陈毅看，研究讨伐李长江部。秦叔瑾送来地图后，陈毅和粟裕等在火盆边查阅泰州一带地图，分析着各方动向。两人估计日寇占领黄桥后，将继续攻占曲塘、海安、东台等主要城镇和交通干线，然后日伪配合，李长江由泰州经兴化向东北，日军由东台向北，合击盐城。
十六日天下着毛毛雨，部队开始行动。陈毅和粟裕率指挥部坐上汽船向海安方向进发。第二天，他们接获军部**发来的急电：李长江已公开投敌，野心很大，海安、东台及兴化均在其阴谋计划之内。此贼不除，后患甚多，望集全力迅速解决之。
十七日，陈毅和粟裕、刘炎在曲塘东面的王家楼召开军事会议，叶飞、王必成、刘培善、陶勇、刘先胜，“联抗”司令黄逸峰、副司令周至堃等出席会议。陈毅、粟裕要求各部队按照讨李作战的部署，充分做好准备，一声令下，立即出动。散会后师部离开东台二里桥。这时，机要科有位同志的手腕上长了个疖子，感染后，红肿化脓，整个胳膊肿得老粗，疼痛难忍。由于当时医疗条件差，军医在手术前，竟做了全身麻醉，致使病人两天两夜昏迷不醒，卫生部意见要送后方医院治疗。粟裕不同意，斩钉截铁地说：“他不能离开部队，部队到哪里，我们就把他带到哪里！”——后方医院也经常受到鬼子的骚扰袭击，伤病员很不安全。再则，脱离了部队，治好了伤，还不知能不能及时、安全地返回机要科。部队正准备出征讨伐伪军李长江部，如果机要人员出了问题，情报泄露的后果更不堪设想。
十八日，粟裕他们到达曲塘，这一天李长江在泰州通电换旗,就任伪军第一集团军总司令。
粟裕在海安以西之邓家庄召集营以上干部举行讨逆战役誓师动员大会，粟裕说：“以前我们帮李长江送过子弹，打黄桥时李长江也帮过我们，我们为什么还要打他？因为他们现在换旗子了，成汉奸了。李长江是国民党在华中第一个公开投敌的高级将领，影响极坏。老百姓觉得天好像都黑了，看不到希望了，我们新四军不能不有所表示。我们的口号是‘讨伐李长江，反对投降派’。我们打他不只是气愤，主要是为了树立人民的信心。如果对降敌行为不进行严厉打击，更多的国民党军可能步其后尘，投入敌人的怀抱，严重削弱抗日力量，为日寇采取以华制华的手段提供条件。”
他下令一旅攻克姜堰后直取泰州，二旅、三旅从南北两翼围歼李长江主力。会后部队沿海(安)泰(州)公路及其两侧向姜堰、泰州攻击前进。
十九日王必成首先率部攻克姜埝，叶飞、陶勇分率第一、第三纵队迂回包围泰州，进展神速。当日午夜，粟裕带着周蔚昌、严振衡、秦叔瑾等参谋和通讯人员亲自前往泰州城东门的郊区指挥作战。
粟裕身先士卒，向枪声密集的方向走去，周蔚昌参军后在安徽省当涂县跟着部队行动过一段时间，后来一直在皖南军部，没有上过战场。当时子弹飞越头顶，声音尖锐刺耳，周蔚昌有点紧张，两腿行走也不自然。过了一会儿，突然一阵子弹扑扑地打在他们的身旁。粟裕立即要他们离开高坎走低洼地，疏散前进，而粟裕自己仍不慌不忙地在原路上前进。粟裕镇定自若的神态驱走了周蔚昌的惶恐心理，周蔚昌很快适应了战火纷飞的环境。
泰州东门东山寺附近的坟园里，粟裕从望远镜里看了看泰州城，泰州城内漆黑一片。粟裕命令王必成以一个主力团的兵力利用暗夜突入城内，直捣李长江的指挥所，打乱敌人的指挥体系，使敌军丧失组织抵抗的能力，然后与其他攻城部队里应外合攻克泰州。粟裕同时命令山炮连于二十日赶到泰州支援。
接到粟裕的命令后，王必成令二旅一个主力团隐蔽接敌，第二天拂晓从相距仅一百几十米的两座碉堡之间顺利进入城内，迅速打到李长江的指挥所。无正义则无士气，那些士兵因为自己成了伪军，本来就抬不起头，现在又是猝不及防，乱作一团。李长江自知不是新四军的对手，当下翻墙逃跑。
泰州城东面，三旅七团政委吴载文亲自指挥一营强攻，夺取敌人前沿阵地，俘敌一百多人。下午，山炮连未到，但各部已攻入泰州。李明扬撤到泰州以北，伪李长江部向泰州西南方向逃窜。
日寇为援救李长江部，分别由扬州、高邮、如皋等地出动，乘虚侵占海安、东台，并向泰州急进。第二天，敌机已临泰州上空，不断在泰州上空盘旋，可能辨不清目标，没有投弹。
泰州离南京、扬州他很近，又是苏北的中心城市，为日寇必争之地。泰州四面平坦，无险可守，一旦与装备精良的日寇打起来，十分不利，再则随日寇行动还有几万伪军，不好搞。所以粟裕在给李逆以歼灭性打击后决定撤退，于二十一日下令叶飞部向塘头扩张战果，王必成部向港口方向追击残顽，陶勇所部向东掩护后方机关向海边转移。当日，新四军军部发表通告，申明新四军毅然讨逆的行动，“证明本军绝不因重庆当局取消本军番号之无理命令，而稍变更本军抗战保卫人民之初衷。”
二十二日三点，指挥部撤出泰州开始向姜埝转移。天黑不见五指，风吹在身上很冷。但不久出现月光，可见村庄、路边的杨树。到了石家垡天已微明，看见前面有电光亮了三次，位置在姜埝方向，判断敌人已占姜埝镇。一会儿有许多老百姓从姜埝镇逃下来，说日本鬼子已占姜埝。当即向陈家垡以北转移。快到中午时到达夏家庄，饭后乘汽船经青浦到张游庄宿营。据报，敌人一部由海安向北占领了安丰、梁垛、东台；一部向西占领了姜埝，今晚可能占领泰州。
二十三日东移周家溪，第二天到邓庄，晚上经虞家庄、贲家集通过通榆公路，到达早家庄。当天部队冒雨到韩家洋宿营，二十七日下午到娄子头，晚上又下雨。
泰州一战攻克泰州城及姜堰等重要据点，俘虏李长江叛军三千多人，并争取两个支队(团)的叛军反正，沉重打击了叛国投敌的民族败类和日本侵略者，警告了投降派、亲日派，但日寇南浦旅团利用此机侵占了海安、东台、泰州三城及其沿线许多集镇。