车桥一带皆为水网地区，粟裕发动3万多民兵与群众，在车桥周围筑路打坝，共筑起穿越湖荡、绵延达30里的5条大坝，以便于部队隐蔽接近车桥。此时新四军在苏北已经树大根深，具备相当雄厚的社会和群众基础，可谓是一呼百应，与抗战前中期已不可同日而语。筑坝之外，粟裕又组织数以千计的船只，把部队、云梯、担架队运到了车桥附近。
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大战之前，粟裕将师直机关分成前后两个梯队，其中一个梯队北移，他自率一个梯队南移，用来吸引日军的注意力。当时无论是正忙于“清乡”的日军主力，还是守卫车桥的日伪军，事先对他的作战意图及部队调动均一无所知。
3月5日，攻城主力第七团远途奔袭，从南北两个方向直插车桥。粟裕对该团指战员说：“成败胜负，关系重大，哪怕敌人筑了铜墙铁壁，你也要给我砸开它!”
他事先为攻城部队特制了一批攻坚器材，光用于登城的就有连环云梯、单梯三角钩、爬城钩等多种，突击队泅水游过外壕后，便借助这些器材爬过围墙，对通往街心的碉堡展开攻击。
