14日拂晓，敌整编74师主力在涟水城西突然杀出，我军第一道防线当天就被突破。傍晚，敌整编74师攻至废黄河大堤。6师急忙抽调16旅返城增援，然而，此刻敌整编74师的重兵已开始强攻我军第二道防线并突破多处阵地。15日上午，增援的16旅赶到，王必成亲自赶赴城西前线督战，6师的敢死队拼死冲锋，硬是把74师赶了下去。当夜，谭震林急令6师的18旅也回援涟水城。敌我两军这时都到了生死关头。张灵甫似乎更果断了些，他抓住我援军要到未到齐的瞬间，调集城西和城南两大进攻集团，同时开炮并发起集团冲锋，最终撕开了我军防线，从涟水西门、南门突进城内。攻入城后，国民党军“充分发挥美式火焰喷射器和'巴祖卡'火箭筒的威力，与我军逐街逐屋的争夺”......我军战败，守城部队在当天下午先后撤退，也有部队未及撤退全部牺牲。此刻，“王必成凝视着涟水城内冲天的浓烟烈火，青筋暴露，死盯不动，最后被警卫员和参谋人员强推北去。”有史料如此悲壮地记载。
第二次涟水之战，我军共毙伤敌军4000余人，但自身也付出了重大代价，有4000余人血洒疆场。
此刻的张灵甫报了前仇，春风得意。他率领一群高级军官，来到涟水那座古塔下合影留念。
涟水失陷，陈毅怒称要将王必成撤职查办。但粟裕主张改为留职检查。在接受处分时王必成对陈毅、粟裕说：“日后打74师，绝对不要忘了我王必成的6师!”粟裕当即将华野参谋长陈士榘招到面前说：以后凡我华东部队组织歼灭74师的战役，一定让6师参加，一定让王必成同志参加。并嘱咐将此命令记录存档。
攻占涟水，国民党军胜，但此役就国民党全面进攻的战略而言并没有多大意义。涟水关非国民党军进攻重点。涟水失陷，也不等于我军战役的失败。由于6师在涟水十余天的英勇抗击，拖住了国民党军整74师等部5个旅4万余兵力，使山东、华中野战军能集中优势兵力，于15日至19日，发起宿北战役，全歼国民党军整69师。敌11师紧急退回宿迁才逃过一劫。
