初戰阜陽
1948年3月底，剛轉出大別山的中原野戰軍集中第1、2、3、6和11縱隊以及華東野戰軍第10縱隊，對阜陽發起攻擊，因為阜陽守軍比較孤立，同時打下阜陽可以為當時計劃粟裕率3個縱隊南渡長江掃清側翼。阜陽當時是國軍第14綏靖區公署所在地，但是守城的隻有整編74師58旅，約9000人，得知解放軍逼近後，立即進入臨戰狀態，連夜搶修城防工事，加緊構築工事，並在西南城牆上設置山炮陣地，市內拐角樓到大東門的城牆上設置迫擊炮陣地。四門主要街道上各修築了兩座鋼筋水泥碉堡，密布鐵絲網和障礙物。國民黨第14綏靖區公署設在城隍廟，58旅旅部在馬公祠，國軍決心死守阜陽，必要時放棄南半城，死守北半城。
解放軍以1縱為主攻，第一步以第2旅攻擊南關，第20旅攻擊東關，然後第1旅攻擊城垣。11縱則在北關助攻。
3月29日晚，1縱20旅59團在阜陽外圍東三裏灣殲滅守軍1個連，隨即59團派出3營4連擔任警戒，全團在東三裏灣休息備戰。由於戰鬥很順利，59團比較大意，第二天中午，國軍222團1個營突然發起攻擊，4連傷亡過半，59團在國軍猛烈衝擊下被迫退出東三裏灣，59團**股長吳明也在戰鬥中被俘，前天戰鬥中的國軍俘虜也被盡數搶回。59團退出東三裏灣後立即重新組織力量，發起反擊，同時11縱也趕到助戰，這才將反擊的國軍消滅，把吳明又奪回來。
3月30日晚，20旅58團派出尖刀連大膽穿插，一舉占領了東關與阜陽城東門之間的吊橋，切斷了兩處國軍的聯係。隨後58團主力跟進，占領了東關部分地段，但是58團在衝擊途中遭到國軍猛烈火力攔阻，傷亡很大，其中穿插的尖刀連隻剩下一個班，無奈之下隻好撤出東關。59團派出1個營前來增援，經過數小時激戰，這個營也傷亡過半，同時國軍組織1個排的突擊隊以火焰**器開路，猛攻58團在東關的出發陣地，危急之中，20旅旅長吳忠果斷決定以攻對攻，下令58團全線出擊，58團投入全部力量發起衝鋒，這才擊退國軍反擊並乘勢占領東關。當夜，雙方在東關外南北兩側徹夜激戰，解放軍在重機槍掩護下，接近吊橋西部的兩座碉堡，使用炸藥包將其爆破，隨即攻進東關，不久守城國軍反攻，奪回了碉堡，用機槍火力阻擊解放軍後續部隊，並以反衝擊將攻入的解放軍壓出城外。隨後解放軍接連發起2次進攻，終因後續部隊跟不上而功虧一簣。據解放軍58團團長戰後回憶，阜陽之戰是該團在解放戰爭中傷亡最慘重的一次戰鬥，全團傷亡600餘人，隻斃、傷、俘敵300餘人。
東關戰鬥中，國軍設在阜陽城文峰塔上的炮兵觀察所，居高臨下不斷指揮炮火轟擊東關和東三裏灣的解放軍，給解放軍造成很大傷亡。1縱司令員楊勇命令第2旅盡快占領該塔，2旅4團團長晉士林親臨一線指揮，爆破手將炸藥送到塔下，不料該塔結構堅固爆炸後居然沒有倒塌，可是塔上的國軍被嚇壞了，不敢再戰繳械投降。
東關激戰之時，國軍孤懸在城外穎河東岸七裏鋪的1個營在222團團長蔡鄂亞率領下，猛衝猛打竟從南關東側解放軍第2旅和第20旅的結合部，殺開缺口突入城內，頗有老74師的風采，令解放軍吃驚不小。但這個營傷亡過半，團長蔡鄂亞也幾處負傷。
3月31日，傷亡慘重的20旅撤出戰鬥，由第1旅代替進攻。同時11縱占領北關準備攻城，國軍竟然組織力量反攻，把解放軍準備攻城的主攻團擊潰，其戰鬥力不容小視。
58旅全力堅守了6天，邱維達率74師主力迅速自蒙城增援，整編第5師（即第5軍）之96旅、21旅也趕到蒙城，在邱維達統一指揮下一同赴援，同時調集胡璉兵團和張軫兵團分別前往增援，準備圍殲攻城解放軍。4月3日解放軍見國軍有20個旅的援軍正在陸續趕來，短時間裏又無法攻占阜陽，便隻得放棄攻城，分路撤出戰鬥。蔣介石和顧祝同均發電嘉獎，一致認為74師重建後初試鋒芒就能有此戰績，說明其戰鬥力已經大有長進，可堪一用。
豫東戰役和濟南戰役
1948年5月，74師之57旅調歸整編32師（也是被殲後重建的師，師長就是74軍老軍長施中誠）。
1948年6月底，解放軍發起豫東戰役。戰役第三階段，解放軍對帝丘店地區黃百韜兵團組織圍殲，74師奉命馳援，從阜陽、蒙城地區兼程急進，於7月5日進至寧陵以西，與中原野戰軍第11縱隊接戰，74師的迅速增援，有力策應了邱清泉,胡璉兩主力兵團的增援，在多路國軍迫近，而難以迅速解決黃百韜兵團的情況下，解放軍被迫於7月6日晚撤出戰鬥，由於倉促撤出戰鬥，加之缺乏足夠的運輸工具，有近千傷員和一些繳獲物資未及撤走，被國軍所獲。此役，74師作為援軍的一路偏師，行止迅速，對主力的增援行動起到了積極的配合作用。
1948年9月，濟南戰役打響，國軍防守濟南的第2綏靖區司令王耀武飛赴南京求援，蔣介石考慮到王耀武是74軍的老軍長，便命令74師9月17日開始從徐州空運濟南。但是空運才進行了一天，解放軍就攻占了城西玉皇山、簸箕山等地，以炮火封鎖了飛機場，僅僅空運了58旅172團的7個連就被迫終止。
這7個連後來被王耀武派往商埠，擔任第2綏靖區司令部的守衛。9月20日，解放軍猛攻商埠，22日開始攻擊第2綏靖區司令部，74師憑借司令部堅固的鋼筋水泥大樓（原為山東銀行大樓，由德國人所建）和四周明碉暗堡組成的工事，負隅頑抗。此出的戰鬥相當激烈，被譽為濟南戰役中的“絞肉機”，解放軍集中炮火猛轟，整幢大樓被炸得千創百孔，滿目瘡痍，幾乎被炸成個軀殼架子，但74軍的這7個連仍然拚死抵抗，子彈和手榴彈不斷從窗口和彈孔裏飛出，即便在解放軍攻入樓內後仍與解放軍逐樓、逐屋、逐層爭奪，力戰不降，解放軍稱之為“打死不繳槍”，這7個連即使在軍官大半死傷的情況下，士兵也極少投降，秉承了老74軍的頑強戰鬥意誌，最後全部戰死。解放軍第3縱隊第8師師長王吉文就在商埠戰鬥中身負重傷，不幸犧牲。
淮海戰役
1948年9月，國軍恢複軍師番號後，整編74師改稱74軍，下轄第51和58師，移駐商邱，隸屬邱清泉指揮的第2兵團。
11月，淮海戰役爆發，74軍隨第2兵團參戰，首先作為第2兵團預備隊，移駐徐州機場和潘塘。潘塘位於徐州東南8千米，毗鄰徐州機場，是徐州東南的門戶。
11月10日，黃百韜兵團在碾莊地區被圍，徐州國軍主力向東增援。戰至14日，由於解放軍阻擊部隊的頑強抗擊，增援國軍進展遲緩。第2兵團司令邱清泉決定投入預備隊74軍迂回到解放軍阻擊部隊側背。
15日，74軍配屬1個坦克營和1個榴彈炮營向**迂回。巧的是，解放軍也同樣在實施迂回，由蘇北兵團司令韋國清和政委吉洛（姬鵬飛）指揮華東野戰軍第2、第12縱隊和中原野戰軍第11縱向徐州東南侯集、趙圩迂回，攻擊第2兵團側背以減輕正麵阻擊的壓力。
當晚74軍從潘塘出發，向**方向前進。晚10時，其先頭團進抵房村以南周樓地區時與解放軍先頭部隊2縱4師12團、11團和6師17團遭遇，雙方發生激戰，74軍先頭團損失過半。74軍51師師長王夢庚以為是解放軍小股部隊，仍想將其擊退繼續原定迂回任務。戰至午夜，國軍51師發現情況不妙，遭到三麵攻擊並陸續發現解放軍2縱、11縱、12縱和蘇北兵團四種番號，此時74軍軍長邱維達來到51師師部，認為當麵解放軍絕對不是小股部隊，因此立即決定收縮陣地，與解放軍在劉塘、前後謝莊、盧樓、趙窪、班莊、賀樓一線對峙。
此時粟裕正在醞釀一個大膽的計劃，欲全殲邱、李兩兵團於林佟山、東賀村以東、大許家以西地區。蘇北兵團迂回進攻就是要切斷邱、李兩兵團返回徐州的退路。
16日天亮後，解放軍先是開始小規模試探性攻擊，下午2縱6師通過戰鬥查明當前敵情，投入主力向王塘、李村兩地攻擊，經過激戰於次日淩晨攻占這兩個村莊。邱維達鑒於自己孤軍深入，比較突出態勢不利，立即抽縮兵力，以潘塘為核心，在二陳集、張集一帶轉入防禦。
16日中午，74軍以2個師的兵力，在密集炮火和坦克掩護下向2縱陣地發起攻擊，其中51師一個團向4師11團陣地猛攻，以郭湖鎮戰鬥最為激烈，炮火將鎮中房屋全部摧毀。同時58師向據守李村的解放軍6師17團進攻，在猛烈炮火和7輛坦克掩護下連續衝擊，數次突破17團陣地，但是都被解放軍擊退。直到下午3時，74軍才終於突破2縱前沿陣地，但解放軍6師派出預備隊18團增援，將國軍擊退。同時，邱清泉接到邱維達遭遇解放軍主力的報告，惟恐後路有失，派70軍32師趕來增援。
16日晚，解放軍展開3個縱隊主力，全力發起突擊，雙方在二陳集附近地區反複爭奪，很多陣地多次易手，74軍投入總預備隊和配屬坦克營，並集中全部炮火支援，戰至17日淩晨才勉強穩定了戰線。邱維達因為已經使用了全部預備隊，擔心如果解放軍夜間繼續攻擊，恐怕無力支持，所以接連向邱清泉告急。邱清泉也擔心潘塘失守，危及徐州，便抽調精銳第70軍96師288團和286團2個團乘汽車前去增援，這2個團於黃昏到達潘塘。
17日深夜，解放軍再次發起攻擊，由於國軍援軍已到，實力大增，2縱4師、6師激戰一夜毫無收獲。
18日淩晨2縱先鋒部隊突入國軍陣地縱深達4千米，但是孤軍深入三麵受敵，部隊傷亡很大，被迫後撤到出發陣地。此時國軍在潘塘不到5千米正麵上，已集中了5個師又1個旅的兵力，粟裕見潘塘方向國軍力量增強，迂回第2兵團側背難以達成，便下令放棄迂回計劃，蘇北兵團脫離接觸，主動撤出戰鬥。
18日晨，國軍見解放軍有撤退跡象，立即在裝甲車掩護下發起追擊，略有俘獲。邱清泉誇大戰果，謊稱徐東大捷，獲得青天白日勳章，第2兵團還獲得20萬銀元的獎賞。
11月25日，第2兵團奉命向南攻擊，企圖重占宿縣打通津浦線，74軍領受向宿縣攻擊的任務，當天8時，在飛機掩護下向南猛攻，解放軍阻擊部隊為1縱、兩廣縱隊、魯中南縱隊和冀魯豫軍區部隊，盡管這些部隊連日戰鬥，已相當疲勞但仍全力抗擊，與國軍逐點逐村拚死爭奪，很多陣地都是拉鋸反複，少者4、5次，多這6、7次。經一天的激戰，74軍推進3千米。
26日，74軍繼續猛攻，此時解放軍已調來第4、8、9縱隊加強防禦，並構築3道防線，而74軍因昨天激戰，一線部隊傷亡頗大，戰鬥力已有所下降，邱維達親赴前線督戰，也不過隻前進了1千米。
至28日，第2兵團被阻於四堡、褚蘭一線。
11月29日，徐州國軍開始撤退，74軍於晚9時向當麵解放軍發起最後一次攻擊，便脫離接觸，沿徐蕭公路南撤。
12月4日，徐州國軍在陳官莊、青龍集地區被解放軍包圍，74軍作為全軍先鋒，當晚向南突擊，以求打開缺口。此時解放軍剛剛到達，還未在正麵構築堅固工事，所以74軍51師進展很快，連續攻占5個村莊，但由於兩翼部隊進展遲緩，致使51師側翼暴露，遭到解放軍反擊，損失不小，攻勢受挫。
12月5日，74軍和70軍並肩向南猛攻，前進了4、5千米。
6日，解放軍防禦逐漸增強，74軍的攻擊進展甚微。
8日，74軍在坦克團和榴彈炮團支援下，傾盡全力猛攻劉集，企圖為全軍打開缺口。在邱維達督戰下主攻的58師經六小時激戰，付出巨大代價才攻占劉集西南的小劉集，至此，74軍的實力已消耗近半，但突圍仍未成功。
9日，解放軍發起全線攻擊，74軍與友鄰部隊的結合部多次被突破，74軍使用了全部預備隊才勉強守住了陣地。隨後解放軍開始圍而不攻，戰鬥也就隨之沉寂。
1949年1月6日晚，解放軍經過二十多天的休整圍困，發起總攻。
9日上午，被圍國軍開始突圍，但在解放軍阻擊下突圍未果。解放軍攻擊集團乘勢發起攻擊，激戰至午夜時分，邱維達接到邱清泉自行決定的電話，知道情況已十分危急，便決定58師堅守陣地掩護主力突圍，51師於次日淩晨首先突圍，撕開口子後再掩護58師突圍。
10日淩晨3時，邱維達親率51師向劉集以西猛攻，突破了解放軍陣地，但就在部隊衝出缺口時，側翼遭到解放軍的反擊，51師師長王夢庚率部反擊，中彈身亡，部隊因此發生混亂，無法繼續前進，解放軍隨即發起衝擊，51師隨即被殲滅，邱維達被俘。而堅守陣地的58師負隅頑抗，一直堅持到10日下午14時才被解放軍第4、10、9縱消滅，58師師長王昌奎被俘，但旋即逃脫，該師是淮海戰役中最後被殲部隊之一。至此，重建的74軍再次被全殲。
1948年3月底，剛轉出大別山的中原野戰軍集中第1、2、3、6和11縱隊以及華東野戰軍第10縱隊，對阜陽發起攻擊，因為阜陽守軍比較孤立，同時打下阜陽可以為當時計劃粟裕率3個縱隊南渡長江掃清側翼。阜陽當時是國軍第14綏靖區公署所在地，但是守城的隻有整編74師58旅，約9000人，得知解放軍逼近後，立即進入臨戰狀態，連夜搶修城防工事，加緊構築工事，並在西南城牆上設置山炮陣地，市內拐角樓到大東門的城牆上設置迫擊炮陣地。四門主要街道上各修築了兩座鋼筋水泥碉堡，密布鐵絲網和障礙物。國民黨第14綏靖區公署設在城隍廟，58旅旅部在馬公祠，國軍決心死守阜陽，必要時放棄南半城，死守北半城。
解放軍以1縱為主攻，第一步以第2旅攻擊南關，第20旅攻擊東關，然後第1旅攻擊城垣。11縱則在北關助攻。
3月29日晚，1縱20旅59團在阜陽外圍東三裏灣殲滅守軍1個連，隨即59團派出3營4連擔任警戒，全團在東三裏灣休息備戰。由於戰鬥很順利，59團比較大意，第二天中午，國軍222團1個營突然發起攻擊，4連傷亡過半，59團在國軍猛烈衝擊下被迫退出東三裏灣，59團**股長吳明也在戰鬥中被俘，前天戰鬥中的國軍俘虜也被盡數搶回。59團退出東三裏灣後立即重新組織力量，發起反擊，同時11縱也趕到助戰，這才將反擊的國軍消滅，把吳明又奪回來。
3月30日晚，20旅58團派出尖刀連大膽穿插，一舉占領了東關與阜陽城東門之間的吊橋，切斷了兩處國軍的聯係。隨後58團主力跟進，占領了東關部分地段，但是58團在衝擊途中遭到國軍猛烈火力攔阻，傷亡很大，其中穿插的尖刀連隻剩下一個班，無奈之下隻好撤出東關。59團派出1個營前來增援，經過數小時激戰，這個營也傷亡過半，同時國軍組織1個排的突擊隊以火焰**器開路，猛攻58團在東關的出發陣地，危急之中，20旅旅長吳忠果斷決定以攻對攻，下令58團全線出擊，58團投入全部力量發起衝鋒，這才擊退國軍反擊並乘勢占領東關。當夜，雙方在東關外南北兩側徹夜激戰，解放軍在重機槍掩護下，接近吊橋西部的兩座碉堡，使用炸藥包將其爆破，隨即攻進東關，不久守城國軍反攻，奪回了碉堡，用機槍火力阻擊解放軍後續部隊，並以反衝擊將攻入的解放軍壓出城外。隨後解放軍接連發起2次進攻，終因後續部隊跟不上而功虧一簣。據解放軍58團團長戰後回憶，阜陽之戰是該團在解放戰爭中傷亡最慘重的一次戰鬥，全團傷亡600餘人，隻斃、傷、俘敵300餘人。
東關戰鬥中，國軍設在阜陽城文峰塔上的炮兵觀察所，居高臨下不斷指揮炮火轟擊東關和東三裏灣的解放軍，給解放軍造成很大傷亡。1縱司令員楊勇命令第2旅盡快占領該塔，2旅4團團長晉士林親臨一線指揮，爆破手將炸藥送到塔下，不料該塔結構堅固爆炸後居然沒有倒塌，可是塔上的國軍被嚇壞了，不敢再戰繳械投降。
東關激戰之時，國軍孤懸在城外穎河東岸七裏鋪的1個營在222團團長蔡鄂亞率領下，猛衝猛打竟從南關東側解放軍第2旅和第20旅的結合部，殺開缺口突入城內，頗有老74師的風采，令解放軍吃驚不小。但這個營傷亡過半，團長蔡鄂亞也幾處負傷。
3月31日，傷亡慘重的20旅撤出戰鬥，由第1旅代替進攻。同時11縱占領北關準備攻城，國軍竟然組織力量反攻，把解放軍準備攻城的主攻團擊潰，其戰鬥力不容小視。
58旅全力堅守了6天，邱維達率74師主力迅速自蒙城增援，整編第5師（即第5軍）之96旅、21旅也趕到蒙城，在邱維達統一指揮下一同赴援，同時調集胡璉兵團和張軫兵團分別前往增援，準備圍殲攻城解放軍。4月3日解放軍見國軍有20個旅的援軍正在陸續趕來，短時間裏又無法攻占阜陽，便隻得放棄攻城，分路撤出戰鬥。蔣介石和顧祝同均發電嘉獎，一致認為74師重建後初試鋒芒就能有此戰績，說明其戰鬥力已經大有長進，可堪一用。
豫東戰役和濟南戰役
1948年5月，74師之57旅調歸整編32師（也是被殲後重建的師，師長就是74軍老軍長施中誠）。
1948年6月底，解放軍發起豫東戰役。戰役第三階段，解放軍對帝丘店地區黃百韜兵團組織圍殲，74師奉命馳援，從阜陽、蒙城地區兼程急進，於7月5日進至寧陵以西，與中原野戰軍第11縱隊接戰，74師的迅速增援，有力策應了邱清泉,胡璉兩主力兵團的增援，在多路國軍迫近，而難以迅速解決黃百韜兵團的情況下，解放軍被迫於7月6日晚撤出戰鬥，由於倉促撤出戰鬥，加之缺乏足夠的運輸工具，有近千傷員和一些繳獲物資未及撤走，被國軍所獲。此役，74師作為援軍的一路偏師，行止迅速，對主力的增援行動起到了積極的配合作用。
1948年9月，濟南戰役打響，國軍防守濟南的第2綏靖區司令王耀武飛赴南京求援，蔣介石考慮到王耀武是74軍的老軍長，便命令74師9月17日開始從徐州空運濟南。但是空運才進行了一天，解放軍就攻占了城西玉皇山、簸箕山等地，以炮火封鎖了飛機場，僅僅空運了58旅172團的7個連就被迫終止。
這7個連後來被王耀武派往商埠，擔任第2綏靖區司令部的守衛。9月20日，解放軍猛攻商埠，22日開始攻擊第2綏靖區司令部，74師憑借司令部堅固的鋼筋水泥大樓（原為山東銀行大樓，由德國人所建）和四周明碉暗堡組成的工事，負隅頑抗。此出的戰鬥相當激烈，被譽為濟南戰役中的“絞肉機”，解放軍集中炮火猛轟，整幢大樓被炸得千創百孔，滿目瘡痍，幾乎被炸成個軀殼架子，但74軍的這7個連仍然拚死抵抗，子彈和手榴彈不斷從窗口和彈孔裏飛出，即便在解放軍攻入樓內後仍與解放軍逐樓、逐屋、逐層爭奪，力戰不降，解放軍稱之為“打死不繳槍”，這7個連即使在軍官大半死傷的情況下，士兵也極少投降，秉承了老74軍的頑強戰鬥意誌，最後全部戰死。解放軍第3縱隊第8師師長王吉文就在商埠戰鬥中身負重傷，不幸犧牲。
淮海戰役
1948年9月，國軍恢複軍師番號後，整編74師改稱74軍，下轄第51和58師，移駐商邱，隸屬邱清泉指揮的第2兵團。
11月，淮海戰役爆發，74軍隨第2兵團參戰，首先作為第2兵團預備隊，移駐徐州機場和潘塘。潘塘位於徐州東南8千米，毗鄰徐州機場，是徐州東南的門戶。
11月10日，黃百韜兵團在碾莊地區被圍，徐州國軍主力向東增援。戰至14日，由於解放軍阻擊部隊的頑強抗擊，增援國軍進展遲緩。第2兵團司令邱清泉決定投入預備隊74軍迂回到解放軍阻擊部隊側背。
15日，74軍配屬1個坦克營和1個榴彈炮營向**迂回。巧的是，解放軍也同樣在實施迂回，由蘇北兵團司令韋國清和政委吉洛（姬鵬飛）指揮華東野戰軍第2、第12縱隊和中原野戰軍第11縱向徐州東南侯集、趙圩迂回，攻擊第2兵團側背以減輕正麵阻擊的壓力。
當晚74軍從潘塘出發，向**方向前進。晚10時，其先頭團進抵房村以南周樓地區時與解放軍先頭部隊2縱4師12團、11團和6師17團遭遇，雙方發生激戰，74軍先頭團損失過半。74軍51師師長王夢庚以為是解放軍小股部隊，仍想將其擊退繼續原定迂回任務。戰至午夜，國軍51師發現情況不妙，遭到三麵攻擊並陸續發現解放軍2縱、11縱、12縱和蘇北兵團四種番號，此時74軍軍長邱維達來到51師師部，認為當麵解放軍絕對不是小股部隊，因此立即決定收縮陣地，與解放軍在劉塘、前後謝莊、盧樓、趙窪、班莊、賀樓一線對峙。
此時粟裕正在醞釀一個大膽的計劃，欲全殲邱、李兩兵團於林佟山、東賀村以東、大許家以西地區。蘇北兵團迂回進攻就是要切斷邱、李兩兵團返回徐州的退路。
16日天亮後，解放軍先是開始小規模試探性攻擊，下午2縱6師通過戰鬥查明當前敵情，投入主力向王塘、李村兩地攻擊，經過激戰於次日淩晨攻占這兩個村莊。邱維達鑒於自己孤軍深入，比較突出態勢不利，立即抽縮兵力，以潘塘為核心，在二陳集、張集一帶轉入防禦。
16日中午，74軍以2個師的兵力，在密集炮火和坦克掩護下向2縱陣地發起攻擊，其中51師一個團向4師11團陣地猛攻，以郭湖鎮戰鬥最為激烈，炮火將鎮中房屋全部摧毀。同時58師向據守李村的解放軍6師17團進攻，在猛烈炮火和7輛坦克掩護下連續衝擊，數次突破17團陣地，但是都被解放軍擊退。直到下午3時，74軍才終於突破2縱前沿陣地，但解放軍6師派出預備隊18團增援，將國軍擊退。同時，邱清泉接到邱維達遭遇解放軍主力的報告，惟恐後路有失，派70軍32師趕來增援。
16日晚，解放軍展開3個縱隊主力，全力發起突擊，雙方在二陳集附近地區反複爭奪，很多陣地多次易手，74軍投入總預備隊和配屬坦克營，並集中全部炮火支援，戰至17日淩晨才勉強穩定了戰線。邱維達因為已經使用了全部預備隊，擔心如果解放軍夜間繼續攻擊，恐怕無力支持，所以接連向邱清泉告急。邱清泉也擔心潘塘失守，危及徐州，便抽調精銳第70軍96師288團和286團2個團乘汽車前去增援，這2個團於黃昏到達潘塘。
17日深夜，解放軍再次發起攻擊，由於國軍援軍已到，實力大增，2縱4師、6師激戰一夜毫無收獲。
18日淩晨2縱先鋒部隊突入國軍陣地縱深達4千米，但是孤軍深入三麵受敵，部隊傷亡很大，被迫後撤到出發陣地。此時國軍在潘塘不到5千米正麵上，已集中了5個師又1個旅的兵力，粟裕見潘塘方向國軍力量增強，迂回第2兵團側背難以達成，便下令放棄迂回計劃，蘇北兵團脫離接觸，主動撤出戰鬥。
18日晨，國軍見解放軍有撤退跡象，立即在裝甲車掩護下發起追擊，略有俘獲。邱清泉誇大戰果，謊稱徐東大捷，獲得青天白日勳章，第2兵團還獲得20萬銀元的獎賞。
11月25日，第2兵團奉命向南攻擊，企圖重占宿縣打通津浦線，74軍領受向宿縣攻擊的任務，當天8時，在飛機掩護下向南猛攻，解放軍阻擊部隊為1縱、兩廣縱隊、魯中南縱隊和冀魯豫軍區部隊，盡管這些部隊連日戰鬥，已相當疲勞但仍全力抗擊，與國軍逐點逐村拚死爭奪，很多陣地都是拉鋸反複，少者4、5次，多這6、7次。經一天的激戰，74軍推進3千米。
26日，74軍繼續猛攻，此時解放軍已調來第4、8、9縱隊加強防禦，並構築3道防線，而74軍因昨天激戰，一線部隊傷亡頗大，戰鬥力已有所下降，邱維達親赴前線督戰，也不過隻前進了1千米。
至28日，第2兵團被阻於四堡、褚蘭一線。
11月29日，徐州國軍開始撤退，74軍於晚9時向當麵解放軍發起最後一次攻擊，便脫離接觸，沿徐蕭公路南撤。
12月4日，徐州國軍在陳官莊、青龍集地區被解放軍包圍，74軍作為全軍先鋒，當晚向南突擊，以求打開缺口。此時解放軍剛剛到達，還未在正麵構築堅固工事，所以74軍51師進展很快，連續攻占5個村莊，但由於兩翼部隊進展遲緩，致使51師側翼暴露，遭到解放軍反擊，損失不小，攻勢受挫。
12月5日，74軍和70軍並肩向南猛攻，前進了4、5千米。
6日，解放軍防禦逐漸增強，74軍的攻擊進展甚微。
8日，74軍在坦克團和榴彈炮團支援下，傾盡全力猛攻劉集，企圖為全軍打開缺口。在邱維達督戰下主攻的58師經六小時激戰，付出巨大代價才攻占劉集西南的小劉集，至此，74軍的實力已消耗近半，但突圍仍未成功。
9日，解放軍發起全線攻擊，74軍與友鄰部隊的結合部多次被突破，74軍使用了全部預備隊才勉強守住了陣地。隨後解放軍開始圍而不攻，戰鬥也就隨之沉寂。
1949年1月6日晚，解放軍經過二十多天的休整圍困，發起總攻。
9日上午，被圍國軍開始突圍，但在解放軍阻擊下突圍未果。解放軍攻擊集團乘勢發起攻擊，激戰至午夜時分，邱維達接到邱清泉自行決定的電話，知道情況已十分危急，便決定58師堅守陣地掩護主力突圍，51師於次日淩晨首先突圍，撕開口子後再掩護58師突圍。
10日淩晨3時，邱維達親率51師向劉集以西猛攻，突破了解放軍陣地，但就在部隊衝出缺口時，側翼遭到解放軍的反擊，51師師長王夢庚率部反擊，中彈身亡，部隊因此發生混亂，無法繼續前進，解放軍隨即發起衝擊，51師隨即被殲滅，邱維達被俘。而堅守陣地的58師負隅頑抗，一直堅持到10日下午14時才被解放軍第4、10、9縱消滅，58師師長王昌奎被俘，但旋即逃脫，該師是淮海戰役中最後被殲部隊之一。至此，重建的74軍再次被全殲。