1945年4月，苏中军民经过八年艰苦的抗日战争，迎来抗日大反攻的新形势。日军为了阻止苏中军民的战略反攻，命令盘踞在宝应县城的伪苏北绥靖公署特务第二团马佑铭部，调往兴化南面的周庄驻防，妄想进一步封锁、分割和“蚕食”苏中抗日根据地。4月20日，打入伪苏北绥靖公署的新四军六师十八旅的特工人员邱世毅准确获悉这一重要情报，他冒着生命危险，穿越道道封锁，亲赴十八旅旅部向刘飞旅长、邱玉权参谋长作了汇报。刘飞旅长对敌情作了缜密研究后，认为可以在敌调防途中将其歼灭，并迅速地向苏中军区司令员管文蔚、政委陈丕显作了汇报，军区立即批准了这一作战计划。同时，命令十八旅五十二团、江都独立团、三分区特务五团、一分区特务营一起参加战斗，由六师十八旅旅长兼苏中第一军分区副司令员刘飞统一指挥。

刘飞对三垛东西道路、河道、村庄作了细致调查，最后确定在三垛以东至新庄一带组织伏击战斗，把伏击地点选在三垛镇以东、北澄子河边新庄到野徐庄一线约3.5公里的狭长地带，布置成一个伏击聚歼“马团”的“口袋阵”。江都独立团团长林辉才率部埋伏在三垛河南、河口以西，协同五十二团消灭河道与公路上的日伪军，同时准备阻击可能从兴化和河口西援之敌，牢牢守住“袋底”，不让马团东逃。旅部特务营由营长成建军率领，在三垛河北准备阻击可能从高邮东援的日伪军，把守好“袋口”，不让马团西逃。五十二团由团长张宜友指挥，在公路北边的袁厍到野徐庄一线隐蔽下来，一旦打响，就在友邻部队配合下全线杀出，把日伪军消灭在公路上。特务五团守卫在三垛河河南，严防日伪军南窜，并以火力支援北岸，伺机过河歼敌。

4月27日拂晓，我参战部队秘密开进阵地。一切准备就绪，只等日伪军来钻“口袋”。伏击地的老百姓听说新四军来打鬼子，热情地招待新四军，并且保证决不走漏半点风声。兵民们还布置了秘密警戒，防止坏分子破坏，帮助封锁消息。为了迷惑日伪军，沿河商店  照常营业，河上船只通行无阻，公路行人不加盘查，表面上看起来风平浪静。在“马团”调防的必经路上，新四军和地方干部布下了侦察 人员，随时将“马团”情况报给指挥所。战斗指挥所设在河的南岸俞迁庄北端临河的民房内，参谋人员在土墙上扒开几个观察射击洞注视着三垛河。不久，宝应地下党送来情报：马佑铭部即将调防，连日来，宝应县城的官僚、地主正轮流设宴为其饯行，马佑铭得意忘形，天天醉酒，日夜打牌。他的部队则急于整顿行装，预计两三天内就将出发。25日下午，马佑铭部离开宝应开始南下，沿途界首镇、马棚湾、高邮城都有人将情报及时传到我部队。高邮独立团团长张波亲率一个连，带着电台秘密活动在高邮城区附近，随时向指挥所报告敌情，指挥所除在三垛镇附近派出侦察组外，还指示参战部队派出干部，化装成农民到田间劳动进行侦察。

马佑铭部队从宝应出发，在高邮城停了一天。28日早上，该部 离开高邮城向兴化开进。下午3点多钟，3艘汽艇拖着20多条民船，载着50多名日军和200多名伪军连同他们的辎重渐渐开进三垛河。马佑铭自以为部队装备好，几次和新四军交手都逃脱了覆灭的命运，这次又有日军做靠山，除了指挥自己的三个营外，还指挥着驻河口的一个伪军营。这次调防又有山本旅团合川大队两个中队和一个小队日军的护送，所以他十分骄横，根本没把苏中军民的力量放在眼里，只安排1个伪军班和1个日军小队在前面担任搜索任务，约2000人的兵力，竟以四路纵队的密集队形行进，毫无战斗准备。

汽艇在河面上由远而近。忽然，船上有伪军说：“这些墙上怎么 开了那么多洞洞？”在河边指挥所内的刘飞听了吃了一惊，但接着船上又有人说：“天热了嘛，开些窗洞好通风啊！”刘飞松了一口气，继续静静地等着日伪军全部进入我布置好的口袋阵。日伪军走到新庄西头附近，因公路有缺口，停止前进20多分钟，临时搭桥。后续人马不断赶上来，渐渐地进入了口袋阵。

刘飞一声令下，两颗红色信号弹腾空而起，紧接着，轻重机枪、手榴弹和小炮一齐怒吼，埋伏在南北两岸的指战员们，把仇恨的子弹、手榴弹、炮弹像暴雨般泻向敌群，沿河上下一片爆炸声。三艘汽艇首先遇到阻击但日伪军借着船板掩护进行抵抗。江都独立团的战士们集中火力射击，五十二团三营的战士也展开侧击。除头一艘汽艇因钢板较厚没能被摧毁而逃脱外，另两艘汽艇和20多条民船都瘫在河里不能动弹了。艇上的日伪军企图泅水逃跑，被熟悉水性的江都独立团战士追逐肉搏。疯狂的日军垂死挣扎，端着明晃晃的刺刀，吼叫着向新四军战士反扑。经过激战，大多数日伪军成了浮尸。新四军战士犹如水中蛟龙，越杀越勇。                               

公路上的日伪军，突然遇到猛烈的袭击，队形大乱，大都趴在公路上滚来滚去。但是公路北边是泥泞的水田，南面是宽阔的河面，隔岸还有特务五团密集的火力网，进不能，退不得。伪军和日军在新四军火力网下互相冲撞。此时，伏击部队又插了上来，一下子把公路上的日伪军截成数段。两个日军中队和全部伪军大乱，首尾不能相顾。这时，新四军展开了政治攻势：“新四军优待俘虏，缴枪不杀！”马佑铭的伪军纷纷缴械投降，只有少数死心塌地为主子卖命的伪军和日军还在抵抗，但最后也大部分被打死或打伤，有的跳河，有的拐着脚逃向新庄。公路东段的战斗仅用一个半小时就基本结束。

被截在尾段的一个日军中队和200多名伪军，在我一分区特务营的打击下，丢下几具尸体夺路抢占了新庄，同前面逃来的日伪军会合，凭借着一人高的断墙，用机枪、步枪构成交叉火力网，集中向新四军射击，妄图固守待援。五十二团一营由北面抢占新庄，被小河阻挡，一时未能通过，被先占新庄的日军火力阻在开阔地带。在战斗中，五十二团一营教导员汤江声光荣牺牲，三连指导员也身负重伤。在此紧急情况下，二连连长立即组织突击小组，拖着用绑带结成的绳索，在火力掩护下强渡小河，接着全连一齐扑上对岸。一群日军拿出所谓“武士道”精神，脱掉上衣，敞开长满黑毛的胸   膛，端着刺刀“哇哇”地狂叫着，向我二连阵地猛扑过来。二连的勇士们毫无惧色，不但没有后退半步，反而挥动刺刀向日军冲杀过去，进行一场肉搏战。此时，一连及时赶到，夺下日伪军打得发红的机枪，缴下热得烫手的掷弹筒，迫使困守新庄北部的日军丢下几十具尸体向南退守。

围歼新庄残敌的总攻开始后，五十二团三连和特务营赶到了，江都独立团的一个连也赶来了，把固守新庄南部的日伪军包围住。这时已近黄昏，五十二团参谋长胡乾秀组织好炮火，炮火集中向新庄轰击，顿时大地震动，火光冲天，剩下的30多名日军，不得不扯下太阳旗，跳出断墙，赤裸着上身向西面突围逃窜。充满仇恨的战士们打红了眼，拼命追逐射击。二连的一个战士从逃跑的日军中抓住了一个身材高大的毛胡子回来，这家伙不肯投降，最后被击毙在河边上，满嘴啃着泥沙。

经过三个多小时的战斗，一场激烈而又漂亮的伏击战胜利结束。这次战斗共歼日伪军1800多人，其中击毙日军240多人、伪军600多人，俘山本顾问等日军7人、少将团长马佑铭和中校副团长韩永恩以下伪军958人。

三垛河口伏击战是苏中一分区在抗日战争中歼灭日伪军最多的一次战斗，也是苏中地区继车桥战役后的又一大捷，为夺取苏中抗日战争的最后胜利奠定了基础，受到了新四军军部的通令嘉奖。