16日的夜里，所有参战部队紧张地进行通宵工作。当夜，先遣队趁着夜幕开赴伏击地点。

　　天黑、风急、路滑，而且是崎岖山道，部队行进速度却很快，拂晓前已全部进入伏击阵地。

　　这里地形险要，公路两侧均是200米左右的山峦，连绵不断、横亘南北，公路犹如一条细长的长蛇，蜿蜒期间。

　　粟裕又一次作了简要动员，要求大家隐蔽、迅速、勇猛、灵活，一定要打出军威，务求必胜。他还安排了少数部队担任句容方向的警戒。绝大部分人员就地埋伏，等待敌军车到时，突然袭击。

　　1938年6月17日上午8时，雨越下越大，从镇江方向传来了汽车马达声，指战员们平心静气，循声盯着公路的一端。当第一辆汽车转过山隘进入伏击区，距我阵地仅40余米，粟裕举起左轮枪，蓦地从岩石后跃起，挺身而立，命令截车。机枪、步枪、手枪一齐吐出火舌，敌军车驾驶兵顿时脑浆迸裂，汽车歪歪扭扭冲出几十米，轰地一声倒在公路一侧。紧接着，一辆黑色卧车在我军密集弹雨中被迫停下，后面的3辆军车也停下来了，枪声、手榴弹爆炸声、军号声、喊杀声震撼山谷。

　　残敌20余人在两名军官带领下，嚎叫着组织反击，有的跳进路旁的沟堑，有的窜入路边的草丛，有的利用地形地物或依托被击毁的汽车负隅顽抗。我机枪手端起机枪向顽抗之敌横扫。粟裕带着警卫员向公路冲去，对面山坡的指战员也立即冲向公路，将敌包围。一场白刃格斗开始了，刺刀对刺刀，枪托撞枪托，这是力量、意志的较量，敌人的气势完全被压倒了。

　　粟裕冒着枪林弹雨，继续指挥大家猛扑残敌，要求务必全歼。这时，公路旁沟堑里，一个受伤的日军军官突然跃起，举着寒光闪闪的指挥刀狠命向粟裕劈来。警卫员大叫：“首长，当心!”其实粟裕早已顺手一枪，枪响敌倒。此人就是梅泽武四郎大尉。粟裕身边的警卫员又看见汽车下有动静，便连开数枪，将敌拖出一看，是土井少佐。

　　一场激战过后，狡猾的日军将军需物品抛弃，抢了一部分伤兵和死尸搬上第5辆车逃走了。剩下的残兵水性极好，竟然从深水沟中泅水遁去。

　　战士们还要追击，粟裕命令部队赶紧打扫战场，收集战利品及焚毁日军汽车，然后迅速分路撤退。果然，新四军撤离不到两公里，很快就自镇江开来17辆日军卡车和1辆坦克，赶到战地大肆轰击。

　　韦岗伏击战激战半小时，击毙日军10余名，伤数十名，击毁汽车4辆，缴获长、短枪10余支，日钞7000余元，以及车中满载的军需物品。

　　陈毅喜闻新四军深入苏南敌后首战告捷，在宿营地又看到几百名乡亲兴冲冲赶来围观战利品，当即口占七绝一首：

　　弯弓射日到江南，

　　终夜惊呼敌胆寒。

　　镇江城下初相遇，

　　脱手斩得小楼兰。

　　粟裕也作五言诗一首：

　　新编第四军，

　　先遣出江南。

　　韦岗斩土井，

　　处女奏凯还。

　　韦岗战斗开创了新四军在江南敌后战胜日寇之先例。上海等地中外报刊也竞相报道，愈传愈神奇，有说“歼敌三百”，有说“歼敌数千”，连国民党中央政府也给新四军叶挺军长颁发了嘉奖电：“所属粟部袭击卫岗，斩获颇多，殊堪嘉尚。”