在华东战场东线激战正酣之际，国民党军在西线对淮南、淮北的进攻取得了较大进展。担任进攻淮南的国民党军是其精锐主力第5军和整编第74师58旅，作战目的是“确保津浦南段交通及首都安全”。7月16日，国民党军在淮南发起进攻，中共守卫淮南的部队只有1个师，兵力与装备远不及对手，处境亦相对孤立，在优势国民党军的进迫下被迫撤退，转进至苏北淮安。国民党军于当月底占领了天长、盱眙，解除了中共部队对津浦铁路南段和国民政府首都南京的直接威胁。国民党军在淮北的进攻由徐州绥署直接指挥，动用了1个军和3个整编师，从西、北两面直指中共华中解放区的首府淮阴。7月18日，国民党军开始进攻行动，南路第7军先后占领了灵璧、泗县、五河；中路整编第58师占领濉溪口，整编第69师占领朝阳集；北路整编第28师占领曹八集。中共方面，由陈毅指挥山东野战军担任淮北作战，以寻机歼灭国民党军一部，巩固苏北根据地为作战目的。陈毅部于27日初战朝阳集，歼灭整编第65师92旅。随后陈毅决定以主力攻击泗县，虽然华中方面和山东野战军内部对先打泗县有不同意见，但陈毅认为北路国民党军兵力密集，难有战机，而泗县相对地处孤立，攻下后可再觅机打其他部队，遂定下攻城决心。8月7日，国共双方部队在泗县城下交手，泗县防守部队为桂系第7军172师，作战较为顽强，而山东野战军攻城部队分散攻击各点，难以形成绝对优势，在守城部队阻击下伤亡严重，虽一度突入城内，但无力扩大战果，形成对峙局面。更出乎意料的是，此时因正值雨季，连降大雨，火炮、辎重的运输及运用大受影响，后续部队为河水所阻，无法投入攻城作战，而第7军增援部队171师突破阻击，逼近泗县，陈毅遂于9日决定停止对泗县的攻击，后撤休整。山东野战军在泗县作战伤亡较大，且攻城未果，被迫退出淮北，对部队的战斗力和作战心态均产生了一定的负面影响。
华东战场北线作战以胶济路为中心。全面内战爆发时，国民党军在山东只据有济南、青岛和潍坊三市，以第二绥靖区王耀武指挥的5个军担任作战任务。中共几乎控制了山东全省，国民党军处境孤立，后勤不继，一时尚无力发动全面进攻，只能将其作战目标定为确保济南、青岛，另以部队分由胶济路两端东西对进，先打通胶济路，沟通济南与青岛之间的联系，并以一部兵力自徐州出击鲁南，建立前进基地，俟苏皖战场的战事结束后再会攻山东。国民党军在东北攻下四平、长春之后，中共为采取报复行动，命令山东部队发起反击作战，国民党军亦以此开始胶济路作战，山东战事早于中原、苏北而开始。1946年6月，第二绥靖区命令以第12军防守济南，第54军扫荡胶东，另以第8军军长李弥指挥东兵团，第20集团军总司令夏楚中指挥西兵团第73、96军，自6月25日开始，分由东端昌乐和西端济南发起胶济路作战，7月6日在张店西会合，打通了胶济路西段。9月底，第8军为西路自坊子，第54军为东路自胶县，东西对进，于10月10日打通全部胶济路。鲁南方面，整编第59师于9月2日占领台儿庄，10月8日占领峄县、枣庄，获得了进一步攻击的前进基地。此后，国共双方在山东战场均暂时转入休整，以等待苏北战事的发展。
直至1946年年底，国共双方在华东的主战场仍在苏北。由于淮北攻势的顺利，徐州绥署自9月开始实施第三期作战计划（第二期作战计划以陇海路为攻击中心，见华北战场之叙述），将淮北部队1个军3个整编师全部转用于苏北，由徐州绥署副主任李延年指挥，以整编第74师为主力，正面攻击中共苏北根据地的中心城市淮阴和淮安，另以第7军掩护其侧翼，整编第69师守备宿迁，整编第28师为预备队。中共方面，由于山东野战军在淮北作战失利，遂东移至泗阳休整待机，与华中野战军的作战地域相邻，但双方在如何部署作战以应付国民党军进攻方面有不同意见。陈毅倾向于向北打整编第69师和第74师，希望华中部队配合行动；而粟裕倾向于坚持苏中，认为山东野战军在现地甚至更南的地区作战为有利。双方的不同意见实际反映了不同的利益所在：陈毅所带的部队来自山东，对于保持山东根据地更为重视，而且陈毅身为中共在华东的最高指挥官，山东又是中共在华东最重要的根据地，不能不重视；粟裕指挥的部队则多年征战苏中，与苏中根据地之关系较为密切，家乡的子弟兵自然更愿意为保卫家乡作战。如何协调不同根据地之间的利益关系并非易事，因此自华东战争爆发后，陈毅和粟裕在作战方向的重点放在何处的问题上有不同看法。由于粟裕在苏中作战的胜利，最初中共中央支持了粟裕的意见，指示华中野战军利用苏中的各种有利条件继续在那里作战。就在中共讨论苏北作战方针之际，9月10日，整编第74师自运河西岸南下，会同第7军进攻泗阳。此时，山东野战军由于对整编第74师的行动路线判断失误，正在离开泗阳北移的途中，来不及调整部署，中共中央急令粟裕率部自苏中北上增援，然缓不济急，12日泗阳失守。次日，整编第74师向淮阴发起猛烈攻击，并在优势炮火、坦克支援及空军掩护下，于19日攻下淮阴，22日又占领淮安。由于部署失误，两淮失守较为突然，事先缺乏必要的准备，撤退非常混乱，造成相当大的损失，并影响到中共苏北根据地军民的心理和情绪。
自内战开始后，陈毅指挥的山东野战军几次作战均未达预期目的。陈毅坦承：山东野战军“在淮北未获连续胜利，既未完成截断津浦的任务，内线亦未歼敌，而且丧失五个城；部队撤退多，前进没有转移多，疲困病苦；与各兄弟兵团如刘、邓、粟、陈赓等比较相形见绌，因而生长失望情绪，因而对领导不满”。这“主要是我这个统帅犯两个错误，一个是先打强，即不应打泗县；一个是不坚决守淮阴。……我应以统帅身份担负一切，向指战员承认这个错误。”（1981年12月16日《人民日报》，北京。） 由于内战开始后山东野战军和华中野战军在作战地域与战术应用方面发生了一些分歧，影响到协同作战能力，对华东战场的继续作战不利，粟裕率华中野战军主力北上后，建议集中两个野战军共同作战，陈毅表示赞成，并建议将两个指挥部合而为一，军事上多由粟裕下决心。此时，中共中央“对陈毅在淮北仗没打好，也有些不满”，一度有派徐向前到山东负责鲁南作战的动议。(王昊：《一个老兵心目中的陈毅元帅》，326—328、347页，上海文艺出版社，1996；王德：《华东战场参谋笔记》，13—18页，上海文艺出版社，1996；《陈毅传》编写组：《陈毅传》，344页，北京，当代中国出版社，1991。)陈毅和粟裕各有特长，陈毅的政治地位高，更具有大局观，善于统领全局；粟裕具有卓越的军事才能，在指挥作战方面表现突出。粟裕是陈毅的老部下，两人长期合作，配合默契，虽在内战开始后对战略战术有一些不同意见，但粟裕对陈毅仍极为尊重，陈粟合作对中共在华东之战局具有不可替代、不可或缺的作用。中共中央审时度势，决定由陈毅和粟裕继续指挥华东作战，9月22日，指示由陈毅担任司令员，粟裕担任副司令员，集中两个野战军统一指挥，“在淮海地区打几个大仗，开展局面”，“歼灭东进之敌”。中共中央还特别要求：华东各负责同志“团结协和极为必要。在陈领导下，大政方针共同决定……战役指挥交粟负责。”(《毛泽东军事文集》第3卷，522、525页。)但实际上，中共在华东战场作战重点的问题仍未完全解决。陈毅认为：如山东不保，全军供应困难，华中也难恢复，主张山东野战军回鲁或全军回鲁作战。粟裕则认为：苏北如不能坚持，则将使大军局促于鲁境，更为不利，也将造成山东莫大困难，主张继续在苏北作战。自9月两淮失守到12月宿北战前，中共部队的作战重点一直在苏北还是鲁南之间徘徊，“部队南调北移数次，虽也组织过一些战斗，但均未获得大量歼灭敌人的战果。部队打得很艰苦，也有不少损失，思想波动很大。” (陈士榘：《天翻地覆三年间——解放战争回忆录》，32页，北京，中共中央党校出版社，1995。)直到国民党军在苏北继续发起进攻，苏北局势已对中共不利，客观形势要求中共部队集中兵力作战，此一问题才得以最终解决。
两淮失守，国民党军楔入中共苏北根据地的中心地带，并从南向北对其形成了半弧形包围，使其处境非常不利。而粟裕率部北上后，中共在苏中的兵力单薄，李默庵所部自10月初起再次发动进攻，至当月底先后攻占高邮、东台、兴化等地，向北压迫中共部队。中共苏中根据地尽失，部队撤至苏北以盐城为中心的狭窄地域，战局出现对国民党军有利的转变。整编第74师攻下两淮后甚为骄傲，10月中旬起倾全力向东攻击涟水。涟水位于中共苏北控制区的中心，涟水如失，不仅将危及整个苏北根据地，而且自盐城北撤山东的后路也将被切断，因此粟裕部署华中部队坚守涟水。自19日至27日近10天时间里，整编第74师在强大的地面及空中火力支持下，分三路猛攻涟水，守城部队则顽强抵抗，双方反复拉锯，并以白刃战相拼。23日，整编第74师一部突入城内，但在守军反击下未能扩大突破口。24日，华中野战军十纵司令员谢祥军战死城下，成为内战期间亡于战场的惟一一位中共野战部队纵队级指挥官。经过反复争夺，守城部队以伤亡6000多人的代价，终于迫使整编第74师暂停进攻。此时正值国民党筹备召开国大，亟待以军事胜利提高声势，压迫中共就范。10月26日，蒋介石致电陈诚，严词指斥：“苏北军事滞钝如此，殊所不料。应督促急进，务望于本月底能收复沭阳与新安镇也。东台与兴化至今亦尚未收复，该两路之国军指挥官应严加督责，如至月底仍未收复，则必须处治矣。”(《蒋中正总统档案·筹笔（戡乱时期）》第15950号。)
尽管华中野战军守住了涟水，但国民党军在苏北毕竟已占据了优势。经过一段时间的休整后，12月间，国民党军对中共苏北根据地继续发起进攻，以期彻底控制苏北。徐州绥署部署以绥署副主任吴奇伟指挥整编第11、69师进攻沭阳，绥署副主任李延年指挥整编第74、28师和第7军进攻涟水，第一绥靖区李默庵指挥整编第65、83、25师进攻盐城。12月3日，整编第74师改以侧翼攻击的方式再攻涟水，并经多日苦战，于16日攻占涟水。与此同时，整编第83师于18日攻占盐城，整编第25师于27日攻占阜宁，基本控制了苏北全境。因苏北所余地域有限，中共华中野战军和山东野战军此时已会集一处，实行统一指挥，联合作战。为避免更大的损失，陈毅与粟裕决定不与国民党军在阵地战中硬拼，而是选择在宿迁北面的整编第69师作为打击对象。整编第69师原建制不一，合编后的战斗力及协同作战能力均较差，加之师长戴之奇言过其实，未有实战历练。15日，粟裕指挥山东和华中野战军3个纵队2个师的绝对优势兵力，隐蔽开进，突然出击，切断了整编第69师与整编第11师之间的联系，并将整编第69师分割包围于宿北人和圩。19日晨，整编第69师2万余人被全歼，师长戴之奇自杀。此役是中共华中与山东野战军统一行动后进行的第一次大规模作战，结果以全歼整编第69师而创下内战以来的胜利记录，为华中与山东两大野战军实现统一指挥、协同作战、积累大规模歼灭战的经验、提高民心士气都具有重要意义。粟裕认为：宿北战役“可以说是华东战区第一个转折的开端……是胜利实现这一转折的标志”。(《粟裕战争回忆录》，425—427页，北京，解放军出版社，1988。)陈毅则“长期抑郁的心情为之一扫”，认为“由于要尽量保持华中盐阜地区，我未能贯彻集中大兵力的主张，数月来，用于钳制的兵力太大，今后当可多用兵去突击（由于华中城镇沦陷，包袱放下）……过去的问题是山东部队常不安心南下作战，华中部队亦不肯入鲁作战。数月来的矛盾，由于战局演变，现已解决，今后可集中从鲁南向南打。”(《陈毅军事文选》，359页，北京，解放军出版社 ，1996。)
宿北战后，苏北作战基本结束，国民党军收复了苏北全部县以上城镇，解除了中共部队对津浦铁路和南京、上海一带的直接威胁，并将中共部队压至陇海路北，华东主战场即将转入山东。国民党军用于苏中苏北、淮南淮北作战的部队数倍于中共，但多头出击，主攻方向不明，互相之间亦缺乏良好的协同策应，加之作战主要目的在于收复地盘，各部队均以占领实地为完成任务，未能在野战中歼灭中共部队。反观中共方面，虽然失去了苏中苏北和淮南淮北根据地，但部队损失不大，基本上是主动有序地撤往山东，并在这一转战过程中保持了部队的高昂士气与战斗力，为山东战场的作战准备了条件。