1945年9月上旬，豫皖苏边区各据点的日军先后撤离，几个孤点的伪军等待“国军”整编，拒不向新四军投降。新四军第四师十一旅首长决定把武力受降的第一个点定在永城。
永城为豫东古城，城墙筑于明代，既高大又坚固。敌人在城内构筑若干小据点，自成防御体系，互为犄角。城墙周围筑有不少碉堡，城内街道巷口筑有许多明暗地堡，构成分层、交叉的火力网。
经过敌人连续7年加修，永城已成为中心据点与外围据点结合，一般阵地与核心阵地结合的坚固的日伪据点。
守城敌人为伪永城保安总队窦殿臣、杜春台部1700余人，兵力不算很多，但其装备好，火力强。
综观全局，敌人守备的重点是东、西两城门。除津浦、陇海沿线县城外，永城实为淮北苏皖边区最为坚固难攻的县城。但新四军十一旅多年来熟知永城守敌对人民残害之深，对根据地危害之大，虽知攻城任务艰巨，仍纷纷求战，争取主攻。
新四军四师参谋长兼十一旅旅长张震、政委赖毅，组织有关人员经过周密侦察，反复研究，制定了完备的作战部署。
8月25日深夜，各参战单位分别抵达各自战斗位置，将永城包围。
26日4时，三十一团一营对东关之敌进行攻击，交战四十余分钟，歼敌一部，余敌窜入东关北侧大寺据点内。
27日凌晨，三十二团三营对敌西圩子发起攻击，第九连突击排在小圩子西南角用木板架桥一次成功，全排迅速突入圩内。九连其余两个排和第八连也紧随突击排冲进圩内。
新四军两个连与守敌激战一小时，守敌大部被歼，残敌被迫投降，奏响了永城攻坚战的序曲。
27日6时，三十一团、三十二团分别进入东、西门攻城位置，进行攻坚突破的各项具体准备。
27日14时30分，在十一旅首长的统一号令下，三十一团、三十二团从东、西门同时突击；位于南、北门的三十三团和永城县总队，也积极佯攻。从东门南侧攻城的三十一团二营五连，冒着敌人猛烈的火力，强越护城河，架梯登城，因梯短反复攀登未成，奉命撤回原地。
三十二团二营六连和四连，分别从西门石桥和河水中猛冲到城墙下，四连一个排登上西门楼，后续部队前进受阻，该排在西城门楼及其南侧城墙上激战一阵，难以稳住阵脚，遂奉命在火力掩护下撤回。
东、西门攻城受挫，旅、团首长总结经验，改进战术，领导部队进一步做好准备，号召大家再接再厉，坚决突破。
29日3时，十一旅首长集中火力，掩护三十一团一、二营分别从东门北、南两侧同时突击。一营陈汉运营长、樊国荣政教，二营赵振山营长、顾廷献政教指挥各自的突击连在大雨傍沱中，冒着敌人密集火力强渡护城河，将云梯靠上城墙，与敌展开激烈的登城与反登城的搏斗。
敌人凶猛顽抗，勇士们前仆后继，顽强地攀登。一时间，城墙上、城楼中，枪声密集，杀声震天。
在三十一团与东门守敌激战一阵后，旅首长预料的情况出现了：敌人见新四军马上要突破东门，而西门暂无激烈的战斗，遂采用挖肉补疮的办法，从西门抽调部分兵力急援东门。
其实，新四军继续担任突破西门任务的三十二团二营，在营长宋延年、政教吕武备的指挥下，早将第五连隐蔽在西城墙下边待机突击。他们接到旅、团首长的命令立即指挥全营展开登城战斗；三十二团第三营也从西门北侧同时登城。各以较小的伤亡一举突破，占领了西门及其南北两侧城墙。缴获高射机枪一挺，有效地压制了敌人的火力，掩护部队冲入城内，并打开西门，迎接后续部队入城。
西门既被新四军突破，东门守敌开始动摇，三十一团一、二营乘势猛攻，一阵冲杀，敌东门阵地迅速土崩瓦解。
这时，三十三团二营，为配合三十一、三十二团东、西城门的战斗，也变佯攻为强攻，以第四连从南城门东、西两侧突破敌人的防御。
新四军三个团五个营在城内分片歼敌，纵深战斗十分激烈。
三十二团在城西部连续粉碎敌人两次较大反扑，沿中心大街两侧向东发展；三十一团尾随从东城门楼及其两侧溃逃之敌由东向西猛烈冲杀；三十三团二营沿南城墙内侧向西发展，大部直插中心大街，与三十一、三十二团会合。
城内各点守敌在新四军猛烈的攻击下纷纷窜入城内核心阵地，妄图凭险顽抗。新四军各团密切配合，迅速歼灭该敌。少数从东北角突围的敌人，一部淹死护城河中，一部被新四军警戒部队消灭。
永城城内全部为我方控制。东关外大寺据点守敌，被三十一团三营团团围住，已成瓮中之鳖。
东方正在发亮，十一旅首长命令各团再接再厉，继续歼敌，在严密搜索城内残敌、打扫战场的同时，严格遵守入城纪律。
三十一团三营营长范迪波、政教项丹指挥全营对大寺守敌展开军政攻势，敌人不敢恋战，于29日16时缴械投降。历时四昼夜的永城攻坚战胜利结束。
此战，毙伤敌200余人，生俘伪县长丁石平、伪副总队长杜春台以下1500余人，获轻重机枪60挺、高射机枪1挺、迫击炮3门、步枪与驳壳枪及手枪1200余支、电台1部、战马数十匹、各类军用物资甚多。
沦陷七年多的永城回到人民手中，豫皖苏边区中心地区再无敌人据点。敌军盘踞此城7年，新四军仅用4昼夜就攻破，使得这次战斗意义重大、名垂军史。