与此同时，强大的军事压力也迫使盘踞在此的日军不得不节节败退，最终被紧紧压缩在了镇北的据点之内。见此情形，粟裕将军毫不犹豫地率领一众参谋人员亲自踏入邵伯街，以便能够更直观地掌控战局发展，并实施更为精准有效的现场指挥。
在粟裕将军的领导下，新四军充分发挥自身优势，集中优势兵力与强大火力，从北、东、西三个方向对龟缩在据点中的日军发起了排山倒海般的猛攻。
面对新四军如此凶猛的攻势，困兽犹斗的日军逐渐难以支撑下去。无奈之下，走投无路的日军只得选择向南突围逃窜，但他们万万没有想到的是，这一切都尽在粟裕将军的预料之中。
早已埋伏多时的新四军犹如神兵天降一般，瞬间堵住了日军的去路。经过一番激烈厮杀之后，这些企图逃脱的日军很快便被尽数歼灭。
至此，扬泰线外围的一系列激战画上了圆满句号。在这场艰苦卓绝的战斗中，新四军共计成功拔除了多达 16 处的日伪据点，累计击毙日军超过 100 人，俘虏及歼灭伪军更是高达 4000 余名。通过此次辉煌胜利，不仅有效切断了可能前来支援高邮守军的敌军通道，更为后续攻克高邮奠定了坚实基础。
邵伯战斗结束后，粟裕星夜赶往高邮，听取高邮外围作战和8纵下一步攻城准备情况汇报。22日凌晨，粟裕与8纵司令员陶勇来到高邮城外东北角村子，视察地形并作详细部署。
日军城防坚固，河道纵横，易守难攻。粟裕主张采用声东击西战法，即在城东造成强攻声势，吸引和牵制日军主力，以便新四军从城西北方向和南门方向攻击入城，出奇制胜。
为减少攻城伤亡，粟裕提出可利用夜晚将交通壕挖近城墙，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，架上机枪，以强大的火力压制城墙上的敌人。
他对各个方向的火力配置和作战方式都作出具体安排，8纵据此对总攻部署作了进一步调整。高邮城外围打下来以后，新四军随即展开了强大的政治攻势，瓦解敌军军心。
12月25日夜，新四军第8纵队和高邮独立团向高邮城发起了总攻，26日凌晨攻入日军司令部并迫使其投降。第8纵队政治部主任韩念龙在全副武装的警卫排护卫下，进入日军司令部，以新四军代表身份命令日军独立混成第90旅团的岩崎大佐传令各部，立即解除武装，交出武器，无条件向新四军投降。
对方提出为了到南京去的路上安全，将轻武器带走。我方严词拒绝了他们的条件，表示会按优待俘虏条件妥善处理。岩崎大佐眼看大势已去，败局已定，不得不解下身上的指挥刀放在桌上以示投降，随即举行投降仪式。