侵華日軍日薄西山，往日的驕橫不再時，毛澤東又交給了粟裕一個新的重任。
他決定派粟裕渡江南下，開赴東南沿海日佔區，爭取控制蘇、浙、皖、閩、贛等幾個省。他電令說："設立蘇浙軍區，以粟裕為司令員，譚震林為政委，統一指揮蘇南及全浙。"譚震林未到職，粟裕又獨任其勞。
粟裕慨然赴任。1944年12月27日，他離開苦戰多年的蘇中，帶3個團南渡萬里長江，與已轉戰江南的王必成會師於浙江長興，所屬部隊整編為3個縱隊。之所以用"縱隊"番號，是他為了讓對手摸不清虛實的巧思。
粟裕將征戰目標首先鎖定浙西天目山。
這裡處於顧祝同的第三戰區東北側。第三戰區與日偽軍一樣，也是新四軍的宿敵，曾將陳毅、粟裕的江南指揮部逼過長江趕入蘇北，還在"皖南事變"中大開殺戒，打掉了葉挺、項英9000餘人，蘇北新四軍則被他們視為"漏網之魚"。
粟裕分析認為，天目山一帶的日偽軍已窮途末路，主動"招惹"新四軍的行動不會太多；而第三戰區則會處處掣肘，人數又遠遠超過蘇浙軍區部隊，覬覦之心必然高漲。
他說："我們去向日寇收復失地，國民黨頑軍就向我們'收復失地'，歷來如此。"有備無患，他不能不做好迎戰準備。
1945年1月，粟裕作出進軍敵後部署：先以一部進入天目山支脈莫干山地區，而後深入杭嘉湖，打通與浦東、海北的聯繫，再向浙東發展。
2月10日夜晚，正是傳統的農曆新年前夕，濃雲密佈，雨雪交加，日偽軍和國民黨軍都沉浸在節日的歡騰中，粟裕下達了出擊命令。麾下虎將、1縱司令員王必成隨即兵分3路，在陶勇3縱所屬7支隊掩護下，出其不意，閃電般地進入莫干山區。
顧祝同的部下、蘇浙皖挺進軍總司令陶廣回過神來，不免急怒攻心，命令麾下62師"迅將該匪殲滅，毋使坐大"；總指揮由國民黨特務頭子戴笠兼任的"忠義救國軍"等部則協力圍堵。
兩天後，陶廣看準機會，突然猛攻位於孝豐的新四軍掩護部隊3縱7支隊。支隊相當於團，7支隊也就是車橋戰役中擔負主攻的7團，是蘇北遠道而來的"客軍"，陶廣一次便集中了5個團，兵力對比是5比1，因而躊躇滿志，認為兩天便能輕鬆解決戰鬥。
然而，他搶先動手攻打新四軍，政治上便棋輸一著。遭遇攻擊的7支隊名正言順、理直氣壯地奮起自衛，很快擊潰武器精良、號稱"猴子軍"的"忠義救國軍"。但陶廣兵多將廣，險情依然沒有解除。
粟裕急電王必成日夜兼程，火速回師孝豐以北增援。兩天後，他又命令陶勇帶3縱的8、9兩個支隊投入戰場。
未曾想，陶廣的主力也不堪一擊。
王必成還沒趕到，他的62師也已被陶勇迅猛還擊而敗下陣來，慌不擇路而逃。一隊潰兵竟然跑進了相對而進、趕來增援的王必成1縱隊伍裡，稀裡糊塗當了俘虜，堂堂185團的團長竟也在其中。
2月17日上午，趕到戰場的王必成開始大展神威，一如猛虎撲食，又將62師184團殘部擊潰，很快佔領孝豐城。第二天，他與陶勇珠聯璧合，互相配合，還收拾了一部"忠義救國軍"。
捷報傳來，粟裕審時度勢，下令停止追擊，第一次天目山戰役結束。
這是他南征以來的首次告捷，自衛反擊一招制勝，共殲國民黨軍1700餘人，繳獲數量不菲的槍支彈藥，特別是有不少湯姆式槍、卡賓槍等美製新式武器，令新四軍官兵大開了一次"洋葷"。
戰後，粟裕發揮師範出身的文采，親筆給第三戰區司令長官顧祝同寫信，讓被釋放的俘虜帶回去，說"卑職率師南下抗日，正缺武器彈藥，承蒙你慷慨解囊"，"你如願再次相送，我仍來者不拒"。
名義上仍然是新四軍和粟裕上司的顧祝同收到信件，自然五味雜陳，有苦難言。
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