1944年8月，彭雪楓、張震、吳芝圃奉命率主力及地方干部，西進恢復豫皖蘇邊，鄧子恢和淮北行署主任劉瑞龍留在路東，全面領導地方武裝整訓和根據地建設。為打擊國民黨軍的反共企圖，1944年9月，西進部隊打響了八里莊戰斗。是役，親臨前線指揮作戰的彭雪楓不幸被流彈擊中，英勇殉國。為了紀念彭雪楓同志，1945年2月，中共中央華中局和新四軍政治部決定將新四軍第四師最早創建的豫皖蘇邊區抗日根據地的中心永城縣改名為雪楓縣。彭雪楓犧牲后，中央電示華中局和新四軍軍部，決定調張愛萍任第四師師長，韋國清（壯族）任副師長，張震任參謀長，陳銳霆任副參謀長。9月20日，韋國清率第二十六團開赴路西。10月13日，新四軍軍部決定成立路西戰役野戰指揮部，韋國清任指揮，彭明治為副指揮。張震為參謀長，吳芝圃為政治部主任。路西戰役野戰指揮部遵照上級“乘敵立足未穩予以殲滅”的指示，與頑軍交戰，連戰皆捷，取得了渦北戰役的勝利，收復了原豫皖蘇邊區根據地。至12月，將淮北津浦路西地區的日偽軍及頑軍大部肅清。通過西征，新四軍第四師共拔除日偽據點36處，建立了8個縣政權和10支地方武裝，控制了東自津浦鐵路。西至商毫公路、南起渦河、北迄隴海鐵路的廣大地區，擴大了新四軍西線戰略反攻的陣地。
1945年4月，第四師繼續粉碎日偽對淮北邊沿區的“蠶食”和進犯。第九旅動員群眾徹底破壞了長達3公里之泗靈公路，炸毀了泗河公路大橋，孤立了泗縣城的日偽軍。6月，以地方武裝9個團及騎兵團、區鄉武裝及民兵，發起了睢寧戰役，7月7日全殲守城偽軍，10日，戰斗勝利結束，解放了睢寧城及其外圍據點17處，創新四軍華中地方武裝攻克縣城的范例。
在路東部隊收復日偽據點和縣城、擴大解放區的同時，在路西，1945年5月，第四師第十一旅在張震指揮下，向盤踞在宿縣西南的偽暫編第十五師竇光殿部發起了猛烈攻擊，打響了宿南戰役。宿南戰役歷時56天，相繼攻克任集、袁店集等據點。解放了宿南地區大片土地，使宿西、宿淮、宿蒙3縣連成一片，擴大了淮北第二分區，是第四師西進作戰以來的第二次大捷。