1947年7月华东野战军东、西兵团分兵后，国民党军立即组织大军进行拦截，华野西兵团相继组织了南麻、临朐战役，但却连遭挫折，部队里牢骚话不断，战士们甚至讲出了“反攻、反攻，丢了山东”这样的怪话，两个月前在孟良崮战役中歼灭敌整编74师的高昂士气所剩无几。
但粟裕岂能被这暂时的挫折击倒，不到两个月，粟裕抓住战机，在沙土集战役中歼敌整编第57师9500余人，9月14日，粟裕对新华社记者发表谈话，把此役视为“华东战局的翻身仗”。
粟裕为何把沙土集战役的意义看得这样大呢？
南麻、临朐战役失利，华东野战军西兵团面临着极为严重的被动不利局面，“被敌尾追，难以摆脱被动局面”、“减员较多，消耗较大，部队实力大减”，刚刚在孟良崮战役中积累起来的信心斗志锐减。为了摆脱敌军追击，部队不得不在鲁西南地区兜着圈子，寻找或创造战机，但始终未能打开战局，战士们行军也很疲惫，中央也去电提出批评。
此时，晋冀鲁豫野战军（刘邓大军）正在向南进发千里挺进大别山，中央要求华野西兵团在鲁西南地区积极寻机歼敌，全力策应这一关乎全局的重大战略行动。
为了尽快打一仗扭转士气，同时有力地配合刘邓大军的行动，1947年8月30日，华东野战军司令员兼政治委员陈毅、副司令员粟裕发出了作战命令。
在确定具体作战对象时，华野西兵团锁定了国民党军整编57师，这支部队的前身是国民党第98军，在抗战后期的天目山战役中遭到过粟裕领导的新四军苏浙军区重创。整编57师下辖两个整编旅，一万多人，由黄埔三期生段霖茂担任师长，是鲁西南国民党军中较弱的一支，符合兵家打弱宰熟的常技。
当时华野西兵团的日子并不好过，国民党军骄狂地宣称“山东共军已溃不成军，不堪再战”。
为了引诱整编57师上当，陈粟指示第1、第3纵队佯装“北逃”，诱敌向北追击；第4、第8纵队及配属的晋冀鲁豫第11纵队尾敌向北；华东野战军机关及第6、第10纵队和特种兵纵队向南疾进，自8月31日起，各路部队闻令而动，直插沙土集。
接下来将近一周的时间里，各部队没日没夜地打着转，国民党军调集优势兵力紧紧尾追。由于敌军做出了“鲁西南共军已陷入绝境”的错误判断，因此放心大胆地追击，我军到了哪儿，他们也紧紧跟到哪儿，根本没想到这是个专为他们设下的口袋。
这一点，他们在战后才想明白，敌整编57师被俘的117旅旅长罗觉元、60旅旅长王理直都说：“我们的指挥完全错误，耳聋眼瞎，情况不明，完全陷入被动。贵军好像在指挥我们一样，我们当然必败无疑。”
至9月7日，在第1、第3纵队的引诱下，跟踪追击的敌整编57师与整编第5、第84师之间拉开了20余公里的距离。华野外线兵团8个纵队完成了集中兵力包围敌人的战役布势，敌整编57师已成瓮中之鳖。
陈毅、粟裕当机立断，果断命令各路部队对敌发起攻击，实施南北夹击。经半天激战，将其合围于沙土集地区，并不断缩小包围圈。9月8日18时发起总攻，俘虏师长段霖茂以下7500余人，毙伤2000余人。
9月9日，陈毅、粟裕向军委报捷，中共中央发电祝贺西兵团，指出此役“歼灭五十七师全部之大胜利，对于整个南线战局之发展有极大意义”。
沙土集战役是华东野战军西兵团在被动不利局面下，积极调动敌人、分散敌人，进而集中绝对优势兵力对国民党军队实施的一次歼灭战。此战大量杀伤和震慑了援敌，实现了因粮于敌，提升了官兵士气。
粟裕将沙土集战役的重要意义细分为三点：一是从根本上扭转了我军在鲁西南的被动地位，为恢复和建设鲁西南根据地创造了有利条件：二是为向进军豫皖苏打开了前进通道；三是迫使国民党从大别山区和山东内线抽调4个师驰援鲁西南，有力地配合了刘邓大军和山东内线我军的行动。
不仅如此，沙土集战役还是一个重要的转折点，即经此一役，国民党军对华野的作战心理由骄狂转向敬畏。
过去一年多时间，华野在国民党军的眼里面还是过去那支穿着花花绿绿、破破烂烂的“土八路”、“土新四军”，并未将其视为正规的野战劲敌，即使华野在孟良崮战役中全歼五大主力之一的整编74师，但国民党军普遍认为那是整编74师轻敌和各路大军驰援不力的结果，并非华野的战力足够强。华东战场各主要战役众多被俘的国民党将领，特别是高级将领，普遍不服输，将战败归结为地形原因或天气条件，最高限度是承认“误中诡计”。
但从沙土集战役开始，国民党将领对华野普遍滋生了敬畏之心，华东野战军及时创造并捕捉有利战机，果断决策部署，变被动为主动，令他们大为钦佩。被俘的敌117旅副旅长张毓彬言：“有人说，陈粟两位长官不但会指挥自己的队伍作战，还会指挥敌人，我看这话不假。”
新华社前线分社随军记者季音在《战败将军一席谈》的报道中指出：“这种俘虏情绪上的显著变化，不是从一个侧面反映了战局的根本变化吗？”
粟裕也在接受新华社记者采访时说道，”这一胜利说明蒋匪在山东一再挣扎的重点进攻已宣告破产，蒋匪从此转为被动，我军从此转为主动。”
1948年1月，毛主席对前来陕北汇报工作的陈毅说：“刘邓和你们反出去站住了，不会被赶回来了，我们才下决心说：进攻！”可见，对于实现了华东野战军由战略防御到战略进攻转折的这场战役，毛主席的评价也是极高的。
