回頭再說蘇家埠方向。當曆式鼎的增援部隊到達戚家橋一帶與紅73師激戰時，國民黨軍第136旅旅長王藩慶即以團為單位突圍。國民黨軍第137旅旅長劉玉林率部拚命突破了紅10師的第一道防線，雙方在戰壕內展開了殊死的肉搏。時值梅雨季節，戰壕內積著沒膝的汙水。兩軍混戰，血水雨水交融一起。紅10師師長王宏坤調預備隊及時出擊，終將國民黨軍逐回鎮內，恢複了原有陣地，並乘勝追擊。北街國民黨軍見紅軍殺來，急燒吊橋，橋上百餘名國民黨軍燒傷，落水者甚多。被隔於街外的三百餘名國民黨軍在進退兩難的情況下做了紅軍的俘虜。在蘇家埠鎮東，王藩慶親自指揮兩個團，以六挺機槍並排開路，企圖打開缺口奪路逃竄。紅軍甩出排子手榴彈，接著躍出戰壕，與國民黨軍白刃格鬥。不到1個小時，饑餓數十日的先頭營即被消滅大部。王藩慶隻好率部龜縮鎮內，再也無力突圍。
紅軍俘虜了國民黨軍總指揮曆式鼎，取得了打援戰鬥的勝利，緊接著展開了強大的軍事圍攻與政治喊話，進一步瓦解饑餓疲勞到極點的國民黨軍。連日來，國民黨軍結夥投降、開小差逃跑的人越來越多。這時，紅軍俘虜了王藩慶的一個團長，說服他回去勸說王藩慶投降，並提出最後通牒，命令136旅和137旅無條件投降。
5月8日清晨，蘇家埠國民黨軍第136旅、137旅在王藩慶和劉玉林帶領下，無條件投降了。在鎮東南“新安會館”廣場上，紅10師師長倪誌亮舉行了近兩個小時的受降儀式。投降的國民黨軍將各種槍炮和設備，分類整齊地放在廣場上，官兵按連、營、團建製列隊。國民黨軍第136旅少將旅長王藩慶、137旅少將旅長劉玉林率兩旅連以上軍官邁著整齊的步伐，同時舉手敬禮，向紅四方麵軍總指揮部受降代表紅10師師長王宏坤投降。與此同時，韓擺渡守敵2000餘人，也向紅11師無條件投降。
曆時48天的蘇家埠戰役勝利結束。紅四方麵軍以不足20000萬人的兵力，在地方赤衛軍和遊擊隊的配合下，共殲敵35000餘人，其中俘敵總指揮曆式鼎及5個旅長、11個團長以下官兵20000餘人，繳槍20000多支，機槍171挺，各種炮43門，電台4部，擊落敵機一架。解放了淠河以東的廣大地區，基本上粉碎了蔣介石對鄂豫皖革命根據地的第三次“圍剿”。
蘇家埠戰役後，中央分局和四方麵軍總部以六安、霍山兩縣獨立團為基礎，組建了紅74師、75師，歸屬紅25軍，活動於皖西。戰後，紅四方麵軍的通訊設備得到了極大的改善，擴建了兩個電台。宋侃夫、王子綱負責第一台，跟隨紅四方麵軍總指揮部和鄂豫皖軍委；蔡威負責第二台，跟隨紅25軍活動於皖西。中央蘇區電台的老康（曾三），曾給予四方麵軍電台以很高評價。紅四方麵軍總指揮徐向前，總政委陳昌浩、參謀主任舒玉章十分重視電台工作，處處給予關心和照顧。鄂豫皖中央分局書記兼軍委主席張國燾也曾親自交代保衛局長周純全，通過地下關係到敵占區購買電子管、電池等電訊器材，以保證電台能順利工作。（宋侃夫：《電台工作的日日夜夜》）
蘇家埠戰役，是鄂豫皖紅軍建軍以來規模最大、繳獲最多、代價最小、戰果最大的一次偉大勝利；它創造了“圍點打援”、以少勝多的光輝戰例；它開創了萬名敵軍列隊繳械投降的先例。5月23日，中央工農民主政府發來賀電，指出：蘇家埠戰役的勝利，“給予全國反帝國主義、反國民黨的革命運動以無限興奮。”