1947年1月中旬巨金鱼战役后，国民党郑州“绥靖”公署所属部队主力滞留鲁西南老黄河以北，其整编第七十五师正由豫北向商丘、徐州调动，陇海铁路中段两侧地区主要由地方保安团队守备。对此，解放军晋冀鲁豫野战军首长决心在陇海铁路徐州至开封段南北地区展开攻势作战，以第一、第二、第三纵队为路北作战集团，第六、第七纵队为路南作战集团，夺取敌守备薄弱的城镇，求歼徐州、郑州来援之敌，配合华东野战军在鲁南作战。

1月24日豫皖边战役发起后，晋冀鲁豫野战军路北集团连克山东定陶、单县、曹县等城，并控制了陇海铁路民权至商丘段；路南集团在攻取柘城之后，七纵奔袭鹿邑，六纵攻打亳县县城。与此同时，解放军豫皖苏军区独立旅自柘城东进至坞墙集设伏打援。

国民党军亳州守军是整编第七十五师新十六旅二十团，另外还有第八十五师一个新兵营和保安团、“自卫团”以及土杂武装2000余人。国民党军的二十团，是一支有些战斗经验的部队。六纵首长很重视，部署了攻城方案——决定由十八旅攻亳县县城城北、城东；十六旅、十七旅攻城南、城西。

2月1日晚，解放军发起了攻击，一举突破县城北关，随后，东、西、南三关也相继被攻破，敌人被压缩进城中。

2日凌晨5时，五十四团山炮、迫击炮就位，向目标试射。城内守敌认为解放军发起了总攻，拼命向解放军阵地前沿开枪放炮。这样一来，敌人的火力点便完全暴露。解放军迅速调整炮位，一齐开火，将敌人的主要火力点、炮楼和城防工事连同城门底下的地堡和铁丝网尽数摧毁，东北角城墙也被炸开了缺口。

解放军攻城当机立断，命令提前发起冲锋。在机炮连的火力掩护下，突击队迅速登上城墙突破口，牢牢控制了突破口的城墙制高点。后续部队随即投入战斗，突入城内，向纵深发展。向城内纵深冲击的两个连，进展十分迅速。解放军通过抓获的俘虏兵“带路”，很快冲到敌人指挥部和县政府，并实施包围。

见里面的敌人负隅顽抗，解放军把重机枪架在临街房顶上，构成交叉火力网，向敌人县政府的暗堡群和办公大楼猛烈射击，压制敌人火力。爆破小组很快炸毁了铁门和两侧的地堡，突击队冲进院内，守敌纷纷举手投降。

有100来个敌人企图突围，被解放军包围。他们先伪装投降，然后突然狂奔，想趁刚进城的部队控制不严，从城西南角越墙逃跑，结果被解放军追上并再次包围。经过一阵短暂战斗，解放军将这伙敌人全部消灭，只有国民党亳县县长伏地不动，保住了性命，被解放军活捉。

2月2日下午5时许，六纵得到情报：国民党军两个团沿亳商公路向亳州增援而来，当即命令部队发扬连续作战的作风，坚决消灭增援之敌。六纵部队立即进入战场，在兄弟部队的配合下，歼灭了这股敌人，并缴获了敌人援军准备“带给”亳县县城守敌的8门山炮和4门战防炮。