26日晨，陈唐兵团撤出开封，向通许方向转移。此时，蒋介石、白崇禧均判断我华野主力有南进与刘邓会合打18军的可能，故急令邱清泉、区寿年两兵团从民权、兰封、开封之线向西南急进，以期合击我军。陈唐兵团撤出开封的当日，邱清泉即以先头1个旅进入该城，担任守备任务，主力则直趋通许方向追击我军。但区兵团因很少与我军作战，始终惧怕被歼，进抵睢县、杞县后，便徘徊不前，致使与前锋邱兵团之间出现了40公里的间隙。
     鉴于邱、区两兵团已首尾难以相顾，区兵团进退维谷。我突击集团即按预定方案于27日晚发起进攻。至29日晨，将区寿年兵团部及整编75师和新21旅包围于龙王店及其周围地区。当夜，我军以一部兵力包围监视铁佛寺之敌整编72师，以主力围攻龙王店之敌。战至7月2日凌晨，除整编75师残部不足1个旅仍据守榆厢铺、何旗屯外，其余为我全歼，兵团司令区寿年及整编75师师长沈澄年被我生俘。
     至此，我预期的战役目的已基本实现。参战部队经过连续作战，减员较大，也十分疲劳。粟裕等华野首长认为，下一步的主要任务就是顺利撤出战场，结束战役。当时的敌我战场态势是：西线援敌邱清泉兵团被我军顽强阻击于杞县东南一线；由于中野在西平以西地区重创敌吴绍周兵团，迫使胡琏兵团折回西平接应吴兵团。在我围攻区兵团时，蒋介石又令整编25师开至商丘，与第3快速纵队和交警第2总队组成一个新的兵团，由整编25师师长黄百韬率领，增援区兵团。黄兵团于7月1日到达帝邱店附近。
     鉴于敌整编72师已转入固守，而黄百韬兵团却在运动中。为使我军能够顺利撤出战斗，粟裕遂决心集中主力首先给黄兵团以歼灭性打击，使其在我军撤退时不敢妄自追击，然后再回师歼灭72师。据此调整部署：以粟兵团主力及两广纵队东移，围歼立足未稳的黄兵团；以陈唐兵团继续阻击邱兵团；以8纵主力及6纵一部围歼整编75师残部，以中野11纵监视整编72师，并作为战役预备队。