駐守徐州的尚善收到了勒克德渾的命令之後，立刻開始着手準備從徐州撤離。但這時中華軍已從南北兩面向徐州發動進攻，南面是淮南軍區的第一軍、第十五軍，向徐州南部的宿州發動進攻,而在北面,山東軍區第五軍,第九軍,也開始進攻徐州北部的沛縣和東部的邳州。而駐守海州的鄭成功部也出動兩萬人馬，進攻宿遷。
尚善當然也知道，在這個時候撤軍，是十分危險的事情，稍有不甚，就容易造成全線潰敗，而且沛縣、邳州、宿遷都在黃河以北的地方，尚善還稍稍有些放心，因爲就算中華軍能夠奪取這兩個地方，但要渡過黃河，也需要一定的時間，因此尚善也立刻下令，命沛縣、邳州、宿遷等地的守軍立刻放棄城池，向黃河南岸撤退，邳州、宿遷的人馬退到徐州與大軍彙合，而沛縣的人馬退到砀山附近渡過黃河，在砀山縣駐守，準備接應撤退的清軍。并且将黃河沿岸的船隻全部都收集起來，一部份集中到徐州，準備運送物資，其餘全部銷毀，給山東軍區的中華軍渡河，造成困難。也爲清軍撤退，嬴得時間。
但徐州南邊的宿州，可就不能輕易放棄了。宿州位于徐州的正南方，汴河北岸，離徐州的距離不到三百裏，而且正好是從徐州到鳳陽的中心位置。
自古以來宿州就是徐州南面的門戶，自古以來，這裏便是兵家必争的戰略要地，史稱宿州扼汴水咽喉，當南北要沖爲百戰之道。在秦末中國第一次農民大起義在這裏揭竿而起。楚漢相争，垓下決戰，霸王别姬的曠古悲劇也是在這裏絕唱。而在宋金對持的時候,這裏是名将韓世忠的防區。可以說曆來在徐州地區發生的戰鬥,都會與宿州有關,因此宿州又有“小徐州”之稱。
正因爲宿州地理位置對徐州緻關重要，在這個時候，宿州一定要堅守住，能多拖一天，就能使徐州的撤退成功的機率更大一天。因此尚善不僅沒用告訴宿州守将泰什哈，正準備撤離徐州，相反還告訴宿州的守将泰什哈，在宿州堅守三天，援軍就會趕到。但發令之後，尚善在徐州加強征調車輛、船隻、牲畜等等，爲撤離徐州做着最後的準備工作。
進攻宿州的淮南軍區第一軍、第十五軍，這也是淮南軍區自從成立起來，首次出戰。
中華軍内部從總體來看，還是相當團結的，但在各軍區之間，也存在着互相較勁和竟争關系，由其是湖廣、淮南、山東這三個軍區之間，因爲各自的實力都相差無幾，又都與清廷的邊境接壤，因此在各自的潛意識裏，都希望能夠在戰績上壓倒另外兩個軍區一頭。山東、湖廣軍區先前在山東、南陽的戰役中，都取得非常出色的戰績，對淮南軍區來說，也是一個相當的刺滶。而現在淮南軍區也終于得到了出戰的機會，全軍區上下也都攢足了一口氣，一定要打幾個漂亮的勝仗。
在八月五日，兩軍分别從懷遠和五河兩縣出發，向宿州發動進攻。第一軍在八月六日，首先攻占了蒙城，在八月八日到達宿州西南，而十五軍先後攻占了靈壁和虹縣，于八月九日，也到達了宿州。在八月十日，對宿州發動了全面的進攻。
甴于宿州在徐州地區的重要地位，因此在徐州外圍的各地中，宿州的兵力最強，守軍達到一萬五千人，其中而且還有一千神勇營的士兵。除了神勇營之外，另外還有一千名其他火铳兵。并還有火炮四十餘門。而且城防設施也非常好，城牆高大堅厚，護河寬達七丈有餘，深可沒頂。而且在城内也修築了不少據點工事。
得了尚善的許諾之後，守将泰什哈也下令在城中死守，一定要堅守過三天，援軍也就會趕到了。隻不過令泰什哈沒有想到的是，宿州連一天都沒有堅守住。
宿州的南面就是汴河，因此中華軍是分别從東西兩方向宿州發起進攻，第一軍付責進攻宿州的東門，随着軍長蘇建林的一聲令下，四十門重型火炮立刻對宿州的城牆發動了猛烈的轟擊，盡管清軍冒着中華軍的炮火，在城牆上也架起了火炮，竭力的還擊，但雙方的火力實在是相差太多，而且射程也不在同一個層次上，很快清軍的火力就被中華軍壓制住了。
随後中華軍在炮火的掩護下，向宿州發動了地面進攻。首先出動的是二十七營，推出了十輛架橋車，付責在護城河上架橋。三十二營付責掩護。但随着中華軍的士兵靠近護城河邊時，躲在城上垛口處的清軍的火铳兵立刻對中華軍展開了兇猛的射擊。同時還從城牆上扔下不少靂天雷一類的炸彈，企圖炸毀正在鋪設的架橋車。
而中華軍的士兵一邊架橋，一邊還擊，經過了半個小時的激戰之後，終于在護城河上架起了七座橋。
緊接着中華軍派出了爆破隊，對宿州的城牆進行爆破，但宿州的城牆确實十分堅厚，中華軍連續實施了兩次爆破，雖然将城牆上炸出幾個大坑，而且裂如蛛紋，但仍然沒有炸開宿州的城牆。而在第三次，另一隊爆破隊對宿州的東門實施爆破，結果這一次的爆破十分成功，将宿州的東門徹底炸開。突擊隊也立刻跟進，從城門穿過，向城内發動進攻。
但清軍對此也早有準備，在城門的後面已經用砂袋堆好了防線，中華軍炸開城門之後，清軍的火铳兵、弓箭手等等立刻都退到防線後面，火槍弓箭,一起發射,拼力的阻擊着中華軍的進攻。
而且城門洞也過于狹窄，一次隻能夠通也六七名士兵，中華軍的優勢兵力也無法充份展開，因此也被清軍死死的堵在城門洞裏，無法向城裏推進，同時城牆上的清軍也對城下的中華軍發動攻擊，幫助城内的清軍，牢牢的守住了城門洞。
盡管中華軍的士兵們都非常英勇頑強，不畏生死，向清軍一連發動四五次進改，但這時戰場的條件确實對中華軍太不利于，結果每一次進攻都被清軍給打退了回來，相反在城門口內外，戰死了近二百名中華軍的士兵。戰鬥也膠作起來。
就在這時，中華軍的士兵崔福明推着一輛點燃了引線的爆破車沖進了城門洞裏，盡管清兵也拼命開槍射擊，有幾發彈丸擊穿了爆破車的擋闆，擊中了崔福明的身體，但崔福明仍然咬牙堅持着将爆破車推到了清軍的防線前。随着一聲巨大的爆炸聲，崔福明和十餘名清兵也都被炸得粉身碎骨，同歸于盡，但清軍在城門口的防線終于被炸開。
中華軍的突擊隊立刻從崔福明用生命換來突破口殺過了城門洞,沖入宿州城裏。這時戰鬥也轉入爲巷戰，雙方的士兵短刃相接，在城裏展開了激烈的争奪。但突破了城門之後，中華軍的後援部隊也可以源源不斷的從城外殺入城中，清軍漸漸堅持不住，隻能且戰且退，戰鬥也在不斷向宿州城裏深入進列。
而就在這時，進攻西門的十五軍也突破了清軍的防守，殺入宿州城裏，兩路中華軍成功的在城中心的十字路口會師，清軍的抵抗力也基本消失。
守将泰什哈見狀，也知道大勢己去，宿州己經守不住了，因此也隻好帶着剩餘的人馬，從北城逃出宿州，趕奔得徐州而去。中華軍随後又追擊了一陣，追出了二十餘裏，一直追到達雎水邊的符離橋前。
但符離橋雖然是一座石橋，但寬度有限，而清軍争先恐後的過橋逃命，也有不少清兵都被擠進睢水河中淹死，随後中華軍也追到了符離橋邊，被堵在橋南的清兵也隻能紛紛投降。中華軍占領了符離橋。
宿州一戰，是中華軍與清軍在中原決戰的第一戰，以中華軍的全勝結束。中華軍不僅攻占了宿州城，殲滅清兵五千餘人，俘虜六千餘，逃到徐州的清兵不足三千人。而中華軍的損失爲陣亡八百七十二人，傷六百五十五人。不過宿州的守将泰什哈到是搶先一步，過了符離橋，總算逃回到了徐州。
徐州的尚善得知宿州失守之後，也不僅大吃一驚，沒想到宿州連一天都沒有守住，同時在徐州的北面，沛縣、邳州、宿遷等地也都被中華軍攻占，清軍也撤回到了黃河南岸，而中華軍正在尋船渡河。因此盡管現在徐州城裏的撤退工作并沒有完全準備好，物資并沒有都裝完，但尚善也決定，不能在拖延了，連夜就放棄徐州，向歸徳府撤退。