9月2日晚，陈毅和粟裕率华东野战军司令部及3个纵队在鲁西寿张渡过黄河，与在南岸的5个纵队会合，集结于郓城地区。因为分兵后几仗均未打好，华东野战军的士气多少受到影响，外线部队一直盘桓在鲁西南得不到休整；国民党军则一反常态，不再忌惮分兵，有时居然可以1个师的兵力尾追华东野战军。根据战场当面情况，陈粟决定首先集中3个纵队，于9日在沙土集歼灭冒进之国民党军整编第57师，振奋了全军的作战士气，也使国民党军不敢再分兵轻进，赢得了短暂的休整时间。9月22日至24日，华东野战军在土山集与老对手整编第11师交手，未能歼之。此后，外线兵团自9月底开始南下豫皖苏地区，并根据中共中央的指示精神，“只打小仗不打大仗”，着重于摧毁国民党统治基础，发动群众建立政权的工作，在不长的时间里建立了有1000多万人口的豫皖苏根据地。