1944 年底，日军为应付太平洋战争，日益窘迫，一时难以纠集较大兵力对付新四军。此时毛泽东主席交给了粟裕一个新的重任，渡江南下，开赴东南沿海日占区，争取控制苏、浙、皖、闽、赣等几个省。
苏浙和皖南属国民党第三战区，曾将陈毅、粟裕的江南指挥部逼过长江赶入苏北，还在“皖南事变”中重创叶、项9000余人。苏北新四军被他们视为漏网之鱼。1944 年12 月27 日，粟裕率3 个团从苏中出发，南渡长江，与已转战江南的王必成会师于浙江长兴，所属部队整编为3 个纵队。之所以用纵队番号，是为了让对手摸不清虚实。
粟裕将征战目标首先锁定处于第三战区浙西天目山，因为这里的日伪军已穷途末路，不大会主动招惹新四军，而第三战区的国民党部队则会处处掣肘，人数又远远超过苏浙军区部队，觊觎之心必然高涨，不得不有所防备。粟裕说：“我们去向日寇收复失地，蒋军顽军就向我们‘收复失地’，历来如此。”果然第三战区获悉粟裕南下后，紧盯着他的一举一动。
1945 年1 月，粟裕作出进军敌后部署：先以一部进入天目山支脉莫干山地区，后深入杭嘉湖，打通与浦东、海北的联系，再向浙东发展。2 月10 日夜晚，正是传统的农历新年前夕，浓云密布，雨雪交加，日伪军和国民党军队都沉浸在节日的欢腾中，粟裕下达了出击命令。麾下虎将一纵司令员王必成随即兵分3 路，在陶勇三纵所属七支队掩护下，出其不意，闪电般地进入莫干山区。
顾祝同的部下、苏浙皖挺进军总司令陶广回过神来，急命麾下六十二师迅速出击。两天后，陶广看准机会，突然猛攻位于孝丰的新四军掩护部队三纵七支队。支队相当于团，七支队也就是车桥战役中担负主攻的七团，是苏北远道而来的“客军”。陶广一次集中了5 个团，兵力对比是5:1，因而信心满满，妄图两天便能轻松解决战斗。然而，他先攻打新四军，政治上便棋输一着，遭遇攻击的七支队名正言顺、理直气壮地奋起自卫，很快击溃武器精良、号称“猴子军”的“忠义救国军”。但陶广兵多将广，险情依然没有解除。粟裕急电王必成日夜兼程，火速回师孝丰以北增援。两天后，他又命令陶勇带三纵的八九两个支队投入战场。未曾想陶广的主力不堪一击，王必成还没赶到，他的六十二师也已被陶勇迅猛还击而败下阵来，仓皇逃窜。一队溃兵竟然跑进了相对前来增援的王必成一纵队伍里，稀里糊涂当了俘虏。
2 月17 日上午，赶到战场的王必成开始大展神威，如猛虎扑食，又将六十二师一八四团残部击溃，很快占领孝丰城。第二天，他与陶勇默契配合，还收拾了一部“忠义救国军”。捷报传来，粟裕审时度势，下令停止追击，第一次天目山战役结束。这是他南征以来的首次告捷，自卫反击一招制胜，共歼国民党军1700 人，缴获数量不菲的枪支弹药，还有不少汤姆式枪、卡宾枪等美制新式武器。据粟裕晚年回忆，停止追击有三个方面的原因：“一则本着有理有利有节的原则适可而止；二则要抓紧时间深入农村工作；三则从军事上考虑，天目山易守难攻，顽军具有纵深配备，过于深入顽区对我不利，而且强攻凭险据守的敌军，将付出较大伤亡。”
有趣的是，战后粟裕下令释放了一批俘虏，让他们给国民党第三战区司令长官顾祝同带去一封亲笔“感谢信”。其中写道：“卑职率师南下抗日，正缺武器弹药，承蒙你慷慨解囊，无私奉送俘虏1700 名，迫击炮3 门，重机枪12 挺，轻机枪30 挺，汤姆式机枪14 挺及步枪700 支，解我燃眉之急，真乃雪中送炭，我等万分感激。武器乃多多益善，你如愿再次相送，我仍来者不拒。谢谢！”
名义上，顾祝同仍然是粟裕的“上司”，收到信件自然五味杂陈，有苦难言。他怎么也没想到，自己在天目山留下的重兵，在拥有5 倍于新四军的兵力优势下，竟然如此轻而易举地被粟裕击败。不过很快他又如粟裕“所愿”，被粟裕在天目山第二次和第三次战斗中打败，“再次相送”给新四军大批武器装备。特别是第三次反顽战役，缴获各种炮17 门，轻重机枪130 余挺，长短枪千余支。
天目山反顽战役三战三捷，在苏浙地区开辟了广大新区。