為適應抗日大反攻的需要，1945年3月，由10旅兼淮海軍分區第2、3支隊合編組成第3師獨立旅。8月，3師免兼蘇北軍區，各旅免兼軍分區，同時恢復第10旅各團建制。
在這一時期新四軍第3師以及地方軍區部隊更多地是與汪精衛之偽軍作戰。雖說未能像抗戰初期那樣更多地直接打擊日軍部隊，但敵後作戰就像拔河，若不能將偽軍消滅、肅清，就會將根據地資源拱手讓與日偽一方。從抗日總體戰的角度，八路軍、新四軍在敵後對偽軍的打擊起著關鍵的、不可或缺的作用。
兩淮戰役，結束八年艱苦抗戰
1945年8月15日，日本宣布無條件投降，在中國戰場上，仍有相當日偽軍占據堅城，拒不繳械。8月下旬，為迎接大反攻，掃清蘇北敵偽以連接解放區，新四軍3師發起＂兩淮戰役＂。黃克誠令10旅及地方武裝、師直提前行動向兩淮開進，並首先攻下淮陰。
淮陰又名＂清江＂，是蘇北水陸交通樞紐，也是蘇北的政治經濟文化中心。該城距淮安僅17公里，面對運河，水深城固，城高8米，城上有日寇經營幾年的工事，城四角和城門上築有炮樓，城內地堡遍布，百步難行；城外據點林立，縱橫十裡。守敵是偽28師潘幹臣部及淮陰保安團和常備旅，總兵力達9000餘人。從防禦工事和防守兵力看，攻克淮陰的難度都大大超過了春季的攻打阜寧。
8月底，10旅旅長劉震統一指揮第10旅、師特務團及地方團隊掃清了數十個敵外圍據點，完成了對淮陰的包圍。師、旅首長決定以城東門為主攻方向，並將任務交給了28團。在給潘部下達最後通牒令後，各部展開積極的攻城準備和訓練。28團1營作為第一梯隊，求戰熱情最高，下的工夫最大，他們擬訂了攻城部署，每個連捆綁了十多架登城用的雲梯，構築了幾個距敵較近且比敵城墻還高的機槍火力點，還把幾門迫擊炮改造成＂平射炮＂。在城東北角距敵100多米的地方，10旅副旅長鐘偉親自選擇了一所小平房，經過幾天的晝夜奮戰，從此房子下面挖好了一條通往城東北角炮樓底下的地道，並將500斤黑色炸藥裝了滿滿一棺材。
在進行攻城備戰的同時，28團採取了戰術上夜間襲擾，以疲憊、迷惑敵人，使敵對我夜間攻城的判斷堅信不疑，我實現了乘其鬆懈、攻其不備的戰鬥企圖。9月6日下午14時，總攻開始。在我軍所有炮火的怒吼中，28團1營制高火力點的輕重機槍以猛烈的火力封鎖城頭上的敵碉堡，爆破隊引爆了地道中裝滿炸藥的大棺材。一聲巨響震撼了全城，城墻東北角被炸開了數米寬的大缺口，敵主炮樓被震塌，一個多排的敵人被全部壓死，附近的守敵也被震昏。
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