1945年2月至6月，粟裕领导的新四军苏浙军区在浙江天目山脉打了三次运动战，精心谋划、屡出奇兵，消灭国民党顽军1.2万多人，打了一场十分漂亮的歼灭战。天目山战役使得新四军提早实现了从游击战到运动战的战略转变，锻炼了部队、积累了经验，为解放战争实施大规模的兵团作战作了准备。
挺进浙江，重整布局。天目山脉从安徽蜿蜒入浙江，位于上海、南京、杭州中间，包括莫干山、武林诸山，是进出浙皖的必经之地。抗日战争时期，天目山脉是国民党第3战区和日伪统治区的边界，军事地位凸显。1944年下半年，世界反法西斯战争看到胜利曙光。党中央和毛泽东致电华中局和新四军军部，明确要求新四军深入苏南，在天目山展开工作。这一布局力求在东南沿海抗击日寇，开辟新的抗日根据地。
1944年12月27日，新四军第1师师长粟裕带领主力南渡长江。1945年1月6日，粟裕率部到达浙江长兴，与王必成的第16旅会合。2月5日，召开成立新四军苏浙军区大会，粟裕任司令员兼政治委员，叶飞任副司令员，刘先胜任参谋长，钟期光任政治部主任，部队编为3个纵队。新四军苏浙军区统一指挥苏南、浙西、浙东、皖南的抗日斗争，司令部、政治部、供给部设在长兴槐坎乡仰峰村。苏浙军区成立后，广泛发动群众，开展了卓有成效的征兵工作，并且把天目山脉作为战略布局方向。
集中兵力，只打一路。1945年2月10日，苏浙军区第1、3纵队从长兴出发，向浙西沦陷区进军，分别挺进莫干山和天目山。而国民党反动派亡我之心不死，新四军的到来引起了他们的恐慌。国民党第3战区司令官顾祝同命令国民党苏浙皖挺进军调集5个团的兵力（第62师3个团，1个浙江保安团，“忠义救国军”1个团），向孝丰地区上堡凤凰山第3纵队第7支队进攻。第7支队英勇善战、当即反击，击溃“忠义救国军”和第62师的部队，在粟裕调派的陶勇援军到后，如虎添翼，联手对第62师进行了反“围剿”，取得大胜，占领孝丰县城。这就是天目山战役的第一阶段，歼灭敌人1700多人，俘虏1300余人，缴获了大量的武器弹药。
国民党反动派不甘心失败，顾祝同再次命令第28军军长陶柳加大兵力进行“围剿”。1945年3月3日，陶柳集结了12个团（分属第192师、第52师、第62师等），3.2万多人，分4路向孝丰进攻，其中主力为第52师和第192师的各1个团，是装备有重武器、训练有素的部队。粟裕战术很简洁：凭他几路来，我只打一路。第8支队阻击“忠义救国军”进攻，粟裕集中第1、3纵队主力，围歼陶柳的第156团。第3纵队在黄泥冲与敌第156团遭遇，抢占有利地形，先机制敌，歼灭敌军全团大部，缴获了大量的武器装备和军用物资。敌军余部再次后撤，我军巧夺了天目山。天目山战役第二阶段结束。
为了进一步巩固根据地，防止敌军反扑，粟裕两次发电报给新四军军部请求支援，新四军军部报请中央军委和毛泽东同意后，4月7日，叶飞率第二批部队渡江南下，4月下旬到达了天荒坪井村，与粟裕会师，编为第4纵队。这样，在粟裕的领导下，江南一带就连成了一片，苏浙军区兵力达到了2万多人，部队也积累了歼灭战的经验，为第三阶段天目山战役的胜利奠定了基础。
屡出奇兵，铸就经典。蒋介石对天目山战役前两战深感忧虑。1945年5月，他命令第3战区副司令官上官云相调集15个师的45个团、7.5万余人，并调第19集团军司令李觉担任前敌指挥，向新四军进攻，天目山战役第三阶段爆发。
主动出击、抢占要地。5月20日敌军进占新登，在城内及周围广筑碉堡据守，切断浙西与浙东的联系。为了抢占要地、实现联通，打击敌军气势，粟裕决定主动出击，派叶飞率部于新登地区与国民党军第79师激战，6月2日，新登全城被我军占领，第79师败退。
佯装败退、诱敌深入。新登城失守，上官云相大惊失色，派全副美式装备的2个突击队（1个突击队相当于1个师的编制）前来援助第79师，双方在新登城展开激战，损失都很大，而敌军还在增兵新登城。在正面对垒不占优势的情况下，为集中兵力选择有利地形和时机与敌军决战，粟裕决定避敌锋芒，6月4日部队全体撤离新登回到临安休整，6月8日撤离临安，6月15日撤离整个东、西天目山，来到孝丰地区集结。因为李觉谨慎多疑，在撤离过程中，粟裕命令部队有意放走俘虏，让后撤部队有意争吵甚至打架，还把坛坛罐罐扔在路上伪装成我军溃败的假象。
集中力量、运动击破。在坚信我军仓皇败退后，敌军分3路进攻，为我军开展运动战、形成比较优势、歼灭敌军有生力量提供了条件。敌军中路的“忠义救国军”和第28军，已经被我军打击，不敢轻易前进。敌军西路第52师孤军深入，粟裕先指挥阻东打西。6月20日晚，我军集中6个团的兵力攻击第52师，经过一天激战，沾满了皖南事变新四军鲜血的第52师大部被歼。粟裕再指挥阻西打东，有意让敌军东路军进到孝丰地区，主力部队西路转到了东路，围歼敌军。天目山战役第三阶段取得胜利，歼灭敌军6800多人。
天目山战役是一次示弱骄敌、诱敌深入、寻机歼敌、集中兵力各个击破的经典运动战范例，此役中巧施心理攻防战法，运动中歼灭敌人有生力量，取得优异战果。天目山战役胜利离不开粟裕高超的指挥能力，也离不开叶飞、王必成、陶勇等名将的审时度势、团结协作、骁勇善战，更在于充分贯彻运用了发动人民、依靠人民的人民战争的战略战术。
天目山战役规模不大，但是粟裕很看重此仗，他后来在回忆录中写道：此仗“是我华中部分主力锻炼成长的重要战役之一，正是通过天目山战役的胜利实践，使我们提早实现了从游击战到运动战的战略转变，为后来蒋介石对我们全面大打时做了思想上和战术上的准备”。天目山战役完成了党中央和毛泽东交给的向东南发展的战略任务，建立了浙西抗日根据地，使之成为全国19个大的抗日根据地之一。天目山战役培养锻炼了大批能征善战的新四军将士和地方干部，为解放战争实施大规模的兵团运动作战创造了先例和作了准备。天目山战役结束后，毛泽东预言：粟裕同志将来可以指挥四五十万军队。几年后的淮海战役，毛泽东的预言成真。
