扎根淮海开花结果
     1937年7月，抗日战争全面爆发。七十五师被改编为国民革命军第八路军第一一五师第三四四旅六八八团，刘震任政治委员。部队奉命开赴抗日前线，先后转战晋东北、冀西和晋东南。1938年11月，三四四旅组建独立团，刘震任团长，参加冀鲁豫抗日根据地的创建。这次职务的变动对刘震来说是一次较大转折，他由政工干部改任军事指挥员。
     1940年2月，八路军第二纵队成立，刘震被任命纵队所属第三四四旅旅长。7月，奉命南下支援新四军的二纵队在涡阳与新四军第六支队合编为八路军第四纵队，第三四四旅编为第四纵队第四旅，刘震任旅长，并率领四旅担负起开辟和坚持淮上根据地的任务。皖南事变后，刘震的四旅又奉命改编为新四军四师十旅，在豫皖苏和皖东北地区坚持抗日斗争。
     在日、伪、顽、匪夹击之下，十旅面临的形势极为复杂、严峻，斗争极其艰苦，部队减员严重。1941年3月3日，刘震的二十九团一营遭到敌军袭击，虽经殊死搏斗，但终因力量悬殊，全营只有二十多名战士夺马突围，其余全部牺牲。听到这个消息，一向坚强的刘震忍不住落下了眼泪，三天吃不下饭、睡不着觉。虽然深处腹背受敌的严重境地，十旅仍然在淮上地区坚持进行了十个月的艰苦斗争。
     1941年9月，根据新四军军部指示，十旅进入苏北淮海地区。为度过困难时期，部队奉命实行主力地方化，刘震任十旅旅长并兼任淮海军分区司令员。由主力军变成地方部队，许多同志认为自己是规格下降了，思想上一时转不过弯来，牢骚议论满天飞。刘震最初也非常矛盾，一方面考虑部队确实需要恢复元气，安个“家”，另一方面又担心变成地方部队后不能再机动作战。经刘少奇、陈毅等首长的开导，刘震很快提高了认识。他负责组织确定了彻底地方化的具体方案，先干部后战士，先党内后党外，通过各种会议、利用各种方式，反复讲清道理，打通思想。他鼓励大家：“只有大家从思想上‘化’下去，尊重地方党的领导，紧紧地依靠群众，根扎得深，果结得快，根据地巩固并发展了，才能很快回到主力部队。”
     经过艰苦细致的工作，绝大多数同志打通了思想，群众武装得到发展，对敌斗争之火迅速燃遍整个淮海平原。1942年春天，刘少奇去延安，路过淮海区时，看到刘震部队“化”下去的情况，高兴地说：“你们坚持‘化’下去了，并且做出了成绩，这很好。根要扎得深，花才开得好，果才结得大。”
     在扎根淮海的同时，为长期坚持武装斗争，刘震军事上采取了分散游击，消耗、疲劳、打击敌人的方针，避免和占优势兵力的敌军正面硬拼。他以一部主力配合各县武装和民兵在根据地内与敌人进行游击战，领导机关和主力部队转移到外线，在有利条件下再集中兵力进行反击。后来，为了便于分地区坚持斗争，以主力加强地方军，使主力进一步地方游击化，实现一元化领导下党政军民协调行动，刘震同地委商议决定，将淮海全区分为四个地区，建立四个中心县委，同时将主力部队和地方武装合编为四个支队，在四个中心县委统一领导下就地坚持斗争。军分区机关也同时实行了精简，刘震带着一个加强特务连，每天从一个地区跳到另一个地区，灵活机动地指挥全区斗争。
     经过一段时间的残酷激烈斗争，日军被拖得筋疲力尽，退回原地，伪军也大部缩进了据点。刘震乘机于1943年发动了声势浩大的夏季攻势作战以及之后的多次反“扫荡”、“蚕食”斗争。斗争中，他将游击战术运用得酣畅淋漓，显示了高超的军事指挥水平。四个支队的主力被机动使用，有时围城打援，有时强攻据点，有时突然袭击。敌人据点纷纷被拔掉，主力活动区域扩大。而十旅在淮海区实行的主力地方化，也全面开了“花”，结了“果”。一个旅“化”下去几年便发展成了两个旅的兵力。后来，三师十旅向东北挺进，留下一个旅的兵力，编为华中野战军第十二纵队。
     1945年8月15日，日本宣布投降，苏北伪军仍盘踞淮阴、淮安、盐城等县城，企图负隅顽抗。此时，刘震的十旅刚刚恢复为主力部队，便接到了攻取淮阴城的命令。9月6日，刘震指挥部队采取重点爆破与猛烈火力相结合的打法，迅速攻入淮阴城，击毙伪军二十八师师长，全歼该师9000余人。这场战斗充分展示了十旅顽强的战斗力，同时还取得了部队从长期游击战转向对外有防御城市的攻坚战的重要经验。新四军首长特发来嘉奖电：“淮阴之战赖我指战员奋勇于命，于短促时间内突入敌伪坚固城防据点，击毙敌酋，解放淮阴城，使我苏北、苏中、淮南、淮北打成一片，殊堪嘉慰。”