国民党发动第二次反共高潮，日军兴奋异常，加紧向华中各根据地“扫荡”，并叫嚣要“完成皖南事变未竟之功”。1941年1月，便将原驻防镇江地区的独立第十二混成旅团（简称第十二旅团）调到苏中沿江和运河沿线，侵占了黄桥等重要市镇，同时又和汉奸汪精卫一起加紧引诱泰州地区的国民党苏鲁皖游击总指挥部副总指挥李长江率部投降。准备李部投降后，立即大学进攻海安、东台、盐城等地，歼灭新四军军部和新四军苏北主力。刘少奇、陈毅认为，要坚持华中抗战，保卫华中抗日根据地，必须坚决打击投降势力，粉碎敌伪“扫荡”。
　　第一步是反投降。陈毅电报指示粟裕和苏北指挥部：一方面加强对两李的统战，尽可能制止投降；另一方面，要集中七、八个团，注意隐蔽，准备反“扫荡”和随时消灭投降卖国的部队。
　　陈毅并于1月28日亲自南下赴东台。一是代表中原局和新四军领导人出席苏北临时行政公署的成立大会。二是要和粟裕研究反投降的具体部署。
　　陈毅所乘的汽船行至刘庄附近，突然起火。风势很大，越烧越旺。陈毅跳入彻骨的河水中，指挥灭火，并将不会游泳的警卫员、炊事员救援上岸。
　　救火声惊动了附近的第二纵队医院，院领导将陈毅等接到医院，换了棉衣，送来感冒药。陈毅说：“把药片留给病号吧。”只喝了一碗姜汤。
　　第二天，管文蔚派船把他接到东台。他在苏北临时行政公署成立大会上发表了演说。大会刚毕，便收到刘少奇发来的急电，说是日军因其侵华战略需要，以5个师团大举向河南进攻，国民党顽固派20万反共军进攻华中的部署已被打乱。望速返盐城，共商大计。
　　陈毅阅电后，即前去二里桥苏北指挥部和粟裕对反投降部署作了研究。2月3日即返抵军部。
　　中央除了刘已电告的指示之外，还有一份指明目前华中指导中心应着重考虑3个基本战略区的战略方针，这3个战略区是鄂豫陕边，江南根据地（包括苏南、皖南、浙东及闽浙赣边4个地区），鲁苏战区。而鲁苏战区是用以支持其它两大根据地的基本根据地，是要陈毅着重建设的。
　　刘少奇认为，既然国民党当局已将新四军番号取消，我们正好用新四军的名义在华中大闹一下。对于投敌的部队，我们应立即集中力量，首先解决之。陈毅完全同意。
　　大雪下了一昼夜，四野积雪盈尺，2月12日晨，陈毅踏着积雪到码头，乘汽船再赴东台。
　　14日，大雪初霁。陈毅和粟裕等在火盆边查阅泰州一带地图，分析着各方动向，讨逆战役的计划逐渐成熟。
　　2月17日，接获军部急电：李长江已公开投敌，野心很大，海安、东台及兴化均在其阴谋计划之内。刘少奇指出：此贼不除，后患甚多，望集全力迅速解决之。
　　苏北指挥部在海安以西之邓家庄举行讨逆战役誓师动员大会，陈毅对营以上干部作了战斗动员。这时正式颁发了军长、政委签发的《讨伐李逆长江命令》，任命新四军苏北指挥官粟裕为讨逆总指挥，叶飞为副总指挥，刘炎为政治委员，命令他们速率所部歼灭李逆。
　　18日黄昏，部队沿海安到扬州的公路向西出击。第二纵队司令王必成首先率部攻克姜埝，叶飞、陶勇分率第一、第三纵队迂回包围泰州，进展神速。
　　20日晨便突入了李长江总部，李逆翻墙率百余人仓惶逃走，两个支队战场反正。此役共歼李伪军5000余人，缴获了大批军用物资，其中有大宗的黄色炸药。
　　考虑到泰州重地为日军所必争，粟裕在给李逆以歼灭性打击后，于21日下令撤出东返。
　　3月11日，到达根据地之新河边，陈毅准备返回军部，临行前，应粟裕之请向部队作一次形势报告。他清醒地指出：“整个华中形势，在敌伪联合围攻之下，我们均只能占据乡间作长期坚持，只有在坚持长期斗争中，始能巩固自己的阵地，城镇之得失不足虑。苏北工作应转入农村作持久的布置，立即在苏北（即苏中）党政军中传达，把工作中心转入农村。”后来“盐城大扫荡”的实践，证明陈毅这番话是很有预见的。
　　讨逆的胜利引起了延安和重庆的巨大反响。毛泽东主席曾在2月24日致电在重庆的周恩来，通报说：李长江叛变，陈毅率新四军讨伐，哿（20）日占领泰州，俘获人枪数千，李率数百人西逃，逆部有两个支队反正。望广为宣传。
　　为了讨逆，陈毅远离军部两个月，一旦回来，万机待理，但他念念不忘的一件大事是对形势任务的认识和如何有预见地把握在新形势下战略策略的转变问题。因此，他于3月17日又特地给粟裕、刘炎写信，着重指出。
　　南部工作反摩擦已总结，应特别强调抗日，在人民中进行民族教育，将毛泽东同志的《论持久战》、《抗日游击战争的战略问题》在人民中间作普遍宣传，在学校中作为课本，务使人民家喻户晓。地方群众工作应列为党政军的工作中心，军队派赴地方民运工作的同志，即应拨归地方党指挥。要说服部队同志拨枪拨人归地方党去建立根据地并不蚀本，只有将地方工作深入，根据地建立，部队才能有更深厚的巩固与扩大的基矗??这个指示，将华中抗战应由城镇转入农村的新形势、新特点进一步指出来了。
　　讨逆战役胜利后，陈毅判定日军必将疯狂报复，因而下指示、发文件、写文章、作报告，总是强调加紧反“扫荡”的准备，指示反“扫荡”的方针与作战原则。6月11日，他又在华中局第7次会议上强调：“盐城随时都须准备反扫荡。”他又在6月下旬发表《论“扫荡”与反“扫荡”》一文，告诉大家：“敌寇对苏北，从本月初即开始调兵遣将，计划大规模‘扫荡，行动。”他号召苏北军民“要密切注视敌寇初步‘扫荡’的企图，一切作充分准备”。
　　7月上旬，日军已令其第十五、第十七师团和第十一旅团各一部，接替其第十二旅团在长江北岸和运河沿线各据点的守备任务，然后以第十二旅团全部和伪军第一集团军等部共1.7万余人，拟从东台、兴化、射阳一线进攻盐城新四军军部。在陈毅、刘少奇的主持下，确定了反“扫荡”的部署。要求第一师与第三师密切配合，南北策应，以粉碎敌人的“扫荡”。
　　为了保障军部和华中局等领导机关的安全，逐步向城外秘密疏散。这时，盐城的“摊子”就显得太大了。
　　陈毅和刘少奇把抗大五分校副校长、盐城卫戍司令洪学智找来，向他传达了反“扫荡”的计划之后，交给他一部电台，并将卫生部、财经委员会等约4000余人，外加抗大五分校2000人，合计6000多人，要他带往盐东县盘湾、龙王庙一带疏散。
　　他俩考虑到一些高级知识分子和国际友人的安全，先用汽船将德国记者希伯、奥地利医生罗生特等转移，又将在鲁迅艺术学院执教的许幸之等人接回来，要他们随军部行动。
　　7月10日上午7时，雨过天晴。刘少奇、陈毅带领一部分机关工作人员登船出发，傍晚在湖垛东北约10华里的北左庄宿营。随即同全军各部通报情况，开始办公。接着又将希伯等人送往第3师，并在新河庙及高作等地成立联络站。
　　7月20日，日、伪军分别由东台、兴化、射阳、陈家洋向盐城猛扑。日、伪曾在南京夸称：“要以闪击战打击陈毅将军即今重建的新四军军部及其主力”。
　　在北左庄的陈毅检查了参谋处与各方的情况之后，找来了卫生部筹备卫生学校的负责人崔义田。原来卫生学校在盐东县海神庙筹备时，即计划于7月20日开学，并请陈军长前去讲话。现在由于准备反“扫荡”，卫生学校已千头一天（19日）由海神庙迁到了高作镇的一座大庙里，仍准备按时开学。
　　但因敌情严重，都认为陈毅军长不会到校讲话了。
　　崔义田见陈毅就问：“军长，你还能到卫校去讲话吗？”陈毅笑答：“崔大夫，我们一面要打仗，一面也要工作啊！”于是两人立即上马，下午两点钟，在卫校师生的热烈掌声中登上了讲台。
　　陈毅讲话，先分析了形势，讲了这次粉碎敌人大“扫荡”的计划和必胜条件，使大家都感到鼓舞。说到业务，陈毅幽默他讲了个小故事。他说，过去有个会看相的阴阳先生，想找一位大夫治病，他跑遍了全城医寓，看到每位大夫的招牌上都拥挤着无数冤魂，不敢入内，好不容易才找到一块一个冤魂也没有的招牌，心想这位大夫的医术一定很高明，在他手下从未冤死一个人。后来进去询问，才知这个医寓刚才开张，而他自己又是就诊的第一个病人??讲到这里，全场都大笑了，都明白了，陈毅勉励大家都不要鄙薄技术工作，要钻研业务，发扬救死扶伤的革命人道主义精神，全心全意为伤病员服务，否则在我们的手下也会出现“冤魂”的。
　　由于军部来电话催促，陈毅很快结束了讲话。临行应邀为卫校题词。他写道：“医学是自然科学与社会科学中间的桥梁，对人的治疗，药物方面是属于自然科学，而精神安慰和救护方面必须借助于革命的社会科学。新四军医务工作同志与一般医生不同之点在此。”
　　日军于7月22日占领盐城。又利用雨后河水暴涨的机会，调来许多特制的装甲汽艇在飞机配合下四处搜寻，陆地上则投入一部份骑兵和大量步兵。
　　陈毅和刘少奇则率轻便机关和敌人“捉迷藏”。军部暂驻的北左庄是在西塘河东岸，四周都是小河沟，象一个小岛，敌人的装甲汽艇一遍又一遍地在周围巡逻，也没有发现这里的秘密。
　　刘少奇、陈毅等考虑到，在日、伪大“扫荡”的同时，顽固派势将乘人之危而向我侧后进犯，因电示邓子恢、彭雪枫组织临时指挥部，即移皖东北统一指挥皖东北和淮宝部队。
　　电报发出后，军部向西北方向转移，到达仁家桥宿营。这时传来消息，鲁迅艺术学院（包括“新安旅行团”一部分）和抗大五分校转移至北秦庄，遭到日军袭击，作家邱东平，戏剧家许晴等10余人牺牲。刘少奇、陈毅闻讯，立即派参谋金冶化了装前去处理善后。
　　25日拂晓，军部抵达硕家集与第三师会合，29日陈毅、刘少奇到达陈家集西北之岔头，向第三师交代，现在军部及庞大的后方都拥集于附近一带，遇敌扫荡，必受损失，必须争取时间分散转移。为此要求三师部队在东沟以北行动，以吸引敌人，转移敌人视线。但是，仅仅过了3天，三师指挥部突然发现韩德勤派出6个团以上兵力进攻益林，三师处于日、韩夹击之中，遂放弃益林，主力转移。日军占领益林。军直属队转移到殷家桥时，又发现阜宁城的日军南开，发生了遭遇战，军法处和医院陷入险境。幸亏这时天下大雨，日军行动受阻，军法处、医院等由曹家移至岔头，转危为安，但供给部的许多物资却损失了，三师后方亦略受损失。
　　刘、陈考虑到情况复杂，为了保证在严重情况下指挥不能间断，决定两人分开行动。刘少奇由军参谋长陪同，亲率一个连及直属队转至东北方向活动，以便安稳地指导整个华中工作。陈毅富有游击战争经验，便留下继续处理后方物资等的善后工作。31日晨5时，刘少奇等一行便由北路马出发，沿黄河堤向大高庄方向而去。
　　陈毅正在忙于处理后方，忽然接到第一师发来的电报，说他们围攻泰兴城，继续作战，缴获甚多。陈毅深知，一师为了配合盐阜区反扫荡，当日、伪部署进攻盐城时，便发动了攻势作战，围攻和袭击了泰兴、靖江、如皋、南通地区10几个日、伪军据点，正当日军向盐城“扫荡”时，又进一步发动攻势，围攻泰州、泰兴城和姜埝，攻克天星桥、孤山、黄桥、季家市、加力、古溪等重要据点，对盐城至东台的敌占交通线，不断进行袭击和破坏。这使“扫荡”盐城的日伪军南北不能兼顾，不得不于8月初将大部从盐城、阜宁地区南撤，转向苏中进行报复“扫荡”。三师主力一部随即收复了东沟、益林。陈毅十分欢喜，立即向刘少奇报捷。
　　刘少奇正在大高庄召集各部首长会议，研究将后方医院分散隐蔽问题，收到陈毅来电，大喜，立即宣布散会，并电告陈毅速到张家码头会合，以便商决大计。
　　陈毅冒着大雨而行，到达张家码头已雨过天晴。刘少奇将他们商量的一个反攻计划交给他看，决定第二天到洲门的北路马村开会讨论。
　　他们到达黄河岸边这个贫穷的小村时，已有许多人住下了，不仅有接回来的那些知识分子，以后连那位著名的“外国婆子”史沫特莱也在这里。在这里讨论的反攻计划是集中力量在盐城地区发动进攻以牵制向苏中地区扫荡的敌人。根据反攻计划三师的两个团、第二旅、军部特务团和抗大，分别袭击湖垛、上冈、伍佑、刘庄、冈门、南洋岸的日、伪军，颇有斩获。如第二旅等部攻克盐城东南之裕华镇，全歼日军两个小队，伪军近600人，其中日军被击毙70余，生俘7人。继而又攻克秦南仓等据点。这一切，造成了盐阜地区敌人的极大恐慌，被迫又将“扫荡”苏中之兵力北调，以保持其占领地区。日、伪军对苏北发动的一次空前大“扫荡”就这样被粉碎了。在一个多月的斗争中，新四军共作战130余次，毙、伤、俘日、伪军3800余人，击沉、击伤汽艇13艘。