1944年初，第3师为粉碎日伪军“第二期治安肃正”，在淮海区发动了春季攻势。经过3个月的斗争，先后攻克塘沟、史集、王集、钱集、徐溜等日伪据点30余处，最后粉碎了伪淮海省“治安肃正”运动，收复了1942年冬日伪大“扫荡”时侵占的大部地区。车桥战役后，日伪军于3月中旬进行报复“扫荡”。第3师部队分路阻击，迫使日伪军尚未进入涟水、淮安根据地即窜返。

　　1944年4月18日，驻高沟、杨口的日军西调撤走。驻守伪军颇为恐慌，士气低落。第3师兼苏北军区决心乘此有利时机，发起高沟、杨口战役。

　　高沟、杨口是淮海区的大集镇，为伪军第36师第72旅所盘踞。伪军以此两点为中心，控制了前后六塘河地区，不断“蚕食”和骚扰苏北抗日根据地。高沟由7个连环据点构成，大小炮楼48个，驻有伪军第144团及保安团1个营共约1000余人。杨口街、新宅子、王行庄驻有伪军第143团两个营及保安第5大队共千余人，有大小炮楼29个，外壕宽深各2米，周围有掩蔽部，据点构筑坚固，弹药充足。这一带是淮海、盐阜两区战略联系的要点。

　　第3师兼苏北军区的部署是：集中淮海军分区第1、第4支队各3个团，第2支队第6团，第7旅第20团及涟东、淮安总队共10个团的兵力，采取中央突破战术，以第4支队先行解决高沟据点，必要时第1支队派1个团协助；以第1支队钳制杨口、葛集、王行、汤圩据点伪军，并相机拔除杨口外围据点，孤立杨口，以便高沟打下后继续扩大战果会攻杨口。

　　1944年4月19日，第4支队第11团进攻高沟。当晚攻克高沟西南角张庄伪据点。20日晚，突入高沟，攻下伪警务局、办事处、区公所等大小炮楼10余个。21日晨，第4支队主力进入高沟东南巩固张庄既得阵地，并于当日黄昏攻克高沟南门据点。当晚，第11团攻击北门伪团部据点未果，暂停攻击。改以1个团监视守敌，并进行坑道作业，以两个团打援。22日11时，新安镇日军50余人及丁头庄、大伊山、灰墩伪军600余人来援，被第10、第12团击退。23日，新安镇日军60余人，伪军800余人，又来增援，杨口伪军200余人亦同时来援，一部被击退，有200余人进入东门据点。黄昏，主攻部队开始向东门据点攻击，守敌一部被歼，大部突围。24日12时，杨口伪军200余再度来援，被涟东总队及第12团一部击退。当日黄昏，第4支队向北门据点发起攻击，冲锋3次，至天明未能解决战斗。25日，决心再度组织强攻。黄昏前，乘敌突围之机攻击，将敌一部歼灭于据点，一部歼于突围时。高沟战斗遂告结束。同日，第1支队以1个团主攻，2个团打援，攻克王行据点，全歼守军，并击退杨口增援伪军两个营。

　　高沟战斗一结束，即部署会攻杨口。以第1支队第2、第3团担任主攻。第1团位于前后八间房、四道圩之线，第4支队全部位于高沟以东吴二圩、凑圩、王小圩之线，第6团位于大胡窑、新宅子、王圩之线，担任打援。26日13时，第2团一部攻占杨口东南的丁头庄作为攻击阵地，随即开始坑道作业。27日黄昏，第2、第3团向杨口大圩据点发起攻击，战至28日黄昏前，将大圩伪军全歼。当日10时，由新安镇丁头庄来援日军100余人、伪军400余人，向第4支队阵地攻击，被击退。30日10时许，丁头庄日伪军300余人又出援，被第1团击退。5月1日10时，丁头庄日军300余人、伪军500余人，沿六塘河北岸分3路再次攻击第4支队阵地。阵地一度被占领，第3、第6团等部及时赶上，将援敌击溃。黄昏后，第1团开始攻击杨口新宅子据点，至2日晚未攻下，遂以第3团主攻。3日8时，从新安镇增至丁头庄日军200余人、伪军700余人，沿六塘河南岸向吴二圩第20团阵地攻击。第20团在击退敌3次冲锋，毙日军70余人后，撤出阵地。日伪军进占吴二圩，午后退去。当日黄昏，第3师令第20团接替第3团攻击任务。第20团一改夜间攻击惯例，于4日15时，在炮火掩护下，一举攻克杨口。驻守杨口之伪军全部缴枪投降。

　　高沟、杨口战役至此全部结束。此役共攻克据点14处，击退日伪军8次增援，歼日伪军2500余人，其中毙伤增援日军140余人，收复了六塘河两岸地区，使淮海、盐阜两区完全连成一片，改善了苏北抗日斗争局面。