21日晚，解放军发起最后攻击，至22日早晨，解放军攻占国军龙亭核心阵地，结束开封战斗，全歼国军守军3万余人，国军整编66师师长李仲辛阵亡，河南省政府主席刘茂恩逃脱。围攻开封期间，华东野战军和中原野战军多路阻击附近的邱清泉、孙元良、胡琏等兵团。同时让许世友的山东兵团围攻兖州，韦国清的苏北兵团攻克海州以西阿湖等地，后发动第三次涟水战役，以配合豫东战局。开封失守，震动南京，蒋介石立即调集重兵以求夺回开封。蒋介石除了严令邱清泉率兵继续西进外，还命令第六绥靖区副司令区寿年率整编第72和75师，向北攻击，寻求与