不过，此时恰逢沿京杭大运河北犯的日军第114师团因为苏北大水而被迫迟滞于宝应、盐城一线。于是日军华中派遣军遂改变进攻路线，抽调第114师团所部步兵第128旅团组建奥保支队增援津埔路南段作战。该支队辖有步兵第115联队2个大队和步兵第150联队全部、野炮兵第120联队及轻重兵第114联队各一部组成，全部兵力8000余人。
然而华中日军企图以这一股力量的投入就改变津埔路南段的战局可谓痴人梦。更何况在巢湖、合肥一线的中**队此时一边重整损失惨重的部队，一边不断的以团、营级的兵力对日军占据的津埔路南线各火车站点实施反攻。这些零星的反击行动，不但牵制了日军第13师团继续抽调师团主力北上加入浍河一线战事，也迫使奥保支队留下相当的力量协助第13师团守备皖东地区，最终导致日军在淮北一线的兵力产生了严重的不足。
2月22日，经过连日的激战，在消耗了日军大量有生力量之后，杨虎城指挥豫皖战区各部果断实施反击。其以冯钦哉第16军团所属杨渠统预备第4军为右支队自祁县、西魏、郭家一线越过浍河直扑蚌埠、怀远一线；以第2集团军所属高鹏云第63军为左支队，越过浍河前线守备各部，直扑日军正面。
正在做着进攻准备的日军猝不及防，第13师团第65联队所部千余人在第一时间内被阻断在澥河和浍河之间的津埔路连城火车站一线，陷入中**队2个师的合围之中。在负隅顽抗22时之后，这伙拥有3个半战斗兵中队和1个轻重兵中队的日军乃为王劲哉预备第6师和姚东藩第117师联手歼灭。
与此同时，左支队也顶着日军炮火强渡浍河，接连收复圆集、皇庙一线。日军丢盔卸甲，甚至来不及炸毁重炮即仓惶逃窜。截止到24日下午1时，左右两支队已经收复淮河以北大部地域，除尚在日军控制下的五河县城以外，淮河以北已经见不到日军的踪迹。
24日下午2时，右支队对日军五河守军发动总攻，第107师和第122师霍守义部各以两个团的兵力在炮火的掩护下猛攻五河县城，日军顽强抵抗，然而在万余中**队和10余门火炮面前，2个半中队的日军只坚守了8个时即宣告全军覆没。
取得淮北大捷的中**队随即作出强渡淮河，收复蚌埠、临淮关的架势。此时参与淮北作战的日军的总兵力已经从当初最高峰的1.4万人下降到不足8000人，面对十余万中**队的可能反击，日军被迫再度后撤。
2月25日，蚌埠和临淮关光复，26日，日军撤出明光。
正当中**队节节胜利、顺利向南推进以其收复江北国土之际，日军抽调担负镇江、丹阳、金坛、常州、无锡等地警备的第3师团和担负苏州、常熟、太仓、昆山地区警备的第9师团各一部，火速增援滁县之敌。
考虑到日军已经重新调来了援军，再考虑到武汉方面对华北势力出现在淮南的戒备，兰州遂命令徐州的豫皖战区结束淮南作战任务。
2月27日，徐州的豫皖战区将张信岭、明光一线的守备任务移交给桂系第31军和第47军所部后，主力退回临淮关一线整补。随后日军再度进占张信岭，击溃守军第47军1个团。不过，日军的行动也至此戛然而止，此后一直到当年的五月，华中日军获得国内的新编师团支援之后才再度发起打通津埔路南段的作战行动。
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