1946年7月，国民党军集中12个旅的兵力，分三路向淮北解放区大举进犯。其中，由夹沟出动的国民党整编第九十二、第六十旅和整编第五十七师预备第三旅于7月25日进占徐州东南、安徽省北部的双沟集、朝阳集、渔沟集地区。

敌人在运动中战线拉长，朝阳集、渔沟与灵璧、泗县之间出现一个较大空隙。为保卫淮北解放区，新四军军长、山东野战军司令员兼政治委员陈毅指挥山东野战军第二纵队、第七师第二十旅及华中野战军第九纵队等部共13个团，趁进至朝阳集、渔沟地区的国民党军第九十二旅立足未稳、驻地分散之机，对该部敌人发起反击。

经研究，陈毅等决定以战斗力最强的山东野战军二纵四旅担任主攻，九旅负责切断双沟与朝阳集之间的联系，阻击援兵。七师二十旅和华中野战军九纵负责穿插打援。

7月26日夜，穿插部队开始行动，切断了敌九十二旅的退路，并做好了打援准备。与此同时，担任主攻的四旅隐蔽进至攻击位置。

27日拂晓时分，四旅发起对朝阳集外围阵地的进攻，很快夺取了大部分据点。当日晚9时，四旅再次发起猛烈攻击。于7月28日凌晨攻克凤凰山，完成了对朝阳集的最后包围。

28日5时30分，总攻开始。四旅十二团破北门而入，十团破西门直捣敌旅指挥所，十一团在南门堵击，将集内残敌压缩于街区南部。晨8时许，徐州方向飞来10余架敌机，掩护残敌从南门突围。敌人刚出城外，便遭到预伏在城外的十一团的猛烈阻击，死伤惨重，少数幸存者往枕头山方向逃窜。十一团和十团二营穷追不放，在刘八集附近与二纵九旅部队合围，将逃敌全歼。

与此同时，第九纵队一部向从渔沟集赶来增援的敌六十旅攻击，歼其一部；担任阻援的第七师第二十旅逼近双沟集，袭扰国民党军整编第五十七师，保证了主攻部队在朝阳集的顺利歼敌。

29日13时，朝阳集战役全部结束，此役，激战两昼夜，山东野战军、华中野战军歼灭敌整编第九十二旅全部和第六十旅一部，共5000余人，缴获大批武器弹药。这一仗是山东野战军进至淮北后，首次取得歼灭国民党正规军1个旅的胜利。战后，陈毅挥毫写下《淮北初战歼蒋军九十二旅》以为纪念。