窯灣戰(zhàn)斗并不是淮海戰(zhàn)役的第一場戰(zhàn)斗，但是，按照中央軍委關(guān)于淮海戰(zhàn)役“第一個作戰(zhàn)目標，應以殲滅黃兵團于新安、運河之線為目標”的要求，窯灣之戰(zhàn)殲滅了黃百韜兵團一個整建制的軍，可以說是實現(xiàn)戰(zhàn)役目標的第一個規(guī)模較大的戰(zhàn)斗。所以，戰(zhàn)史上常有“首戰(zhàn)窯灣”之說。

黃百韜兵團西撤時，擔任側(cè)翼掩護的63軍原計劃從窯灣渡河，但軍長陳章驕傲輕敵，行動遲緩，導致后衛(wèi)部隊大部在堰頭鎮(zhèn)一帶被殲。陳章逃到窯灣時才發(fā)現(xiàn)，運河上沒有橋，而渡船又都被老百姓藏了起來。此時華野11縱33師已占領(lǐng)運河西岸，63軍先期渡過河去的兩個營都被解放軍殲滅。于是，陳章不得不調(diào)整部署，暫時放棄渡河西進的計劃，一面迅速占領(lǐng)窯灣周圍的村莊，構(gòu)筑工事準備進行抵抗，一面向遠在碾莊的黃百韜求援。黃百韜則命令陳章迅速南撤，到宿遷一帶渡河，但為時過晚。追上來的華野1縱已將窯灣一帶團團圍住。

窯灣鎮(zhèn)位于江蘇省新沂市，京杭運河與駱馬湖交匯處，古鎮(zhèn)形成于春秋戰(zhàn)國時期，明清、民國時期最為繁榮，是京杭運河上的重要碼頭。鎮(zhèn)子周圍有不少村莊。這一帶西臨運河，東面和南面緊靠駱馬湖，是一個三角洲。63軍在這里被圍，如被堵在一個死胡同里。

10日凌晨，華野1縱三個師從東、北、東南三個方向同時發(fā)起攻擊，開始掃清外圍的戰(zhàn)斗。63軍倉促轉(zhuǎn)入防御，工事很不完善，但仍企圖逐村抵抗，消耗遲滯解放軍。而華野1縱積極從守軍防御薄弱地區(qū)大膽突破，直插縱深，然后向周圍發(fā)展，很快就控制了戰(zhàn)場形勢。1縱1師和3師首先攻占窯灣北面和東北的劉宅、楊場、小上窯、藏口、錢口、口西等處，將63軍陸上退路徹底切斷。1縱2師也攻占窯灣南面的頭灣、二灣、東西陸營等處（以上各處今均屬新沂市窯灣鎮(zhèn)），逐步縮小包圍，直接威脅窯灣鎮(zhèn)。

經(jīng)過一天戰(zhàn)斗，華野1縱占領(lǐng)了窯灣周圍的大部分村莊，基本肅清外圍。同時，還派出偵察營渡過運河，占領(lǐng)了河西的韓灣等處（今屬邳州市新河鎮(zhèn)），接替華野11縱33師的部隊，在西面構(gòu)筑了阻擊防線。

陳章見勢不妙，再次向黃百韜求援，黃百韜此時已被圍在碾莊一帶，自身難保，于是告知陳章要他自行處理。南京方面派來飛機空投一些糧彈，卻又大都落入河中或解放軍的陣地上。而此時，186師師長張澤琛臨陣只身化妝逃跑，導致軍心動搖，更使陳章大為光火。

11日下午16時30分。華野1縱向窯灣發(fā)起總攻。陳章拼命組織抵抗，也難以阻擋華野1縱兇猛攻勢。入夜，陳章發(fā)現(xiàn)部隊已失去控制，便與186師代師長伍少武等人帶領(lǐng)幾名衛(wèi)士跳入運河，意圖順流南下，逃出包圍，結(jié)果被岸邊的華野戰(zhàn)士發(fā)現(xiàn)，都中彈斃命（亦有“自殺”一說），激戰(zhàn)至12日凌晨。

國民黨63軍兩個師共計13000余人全部被殲。華野1縱也創(chuàng)出了一個縱隊單獨殲滅國民黨一個軍的佳績。