苏家埠战役结束后，红四方面军总指挥徐向前迅速率领红四军第十、第十一师，红二十五军七十三师及少共国际团（原方面军教导团改称），于6月初由苏家埠西返豫东南商城地区，与红四军第十二师会合。

　　为收复潢川、光山南部地区，红四方面军总部决定发起潢（川）光（山）战役，并迅速制定了“分割包围，各个击破”的作战方案。

　　6月12日，战斗打响。当天，红四军十师迅速奔袭椿树店、槐树店，在消灭国民党守敌新编第二十师1个团大部后，乘胜进逼光山，直抵州河南岸，使敌新编第二十师主力不敢轻举妄动。当晚，红四军十二师和红二十五军军部率新组成的七十三师及少共国际团分别包围双柳树和仁和集；红十一师秘密进至潢川以南璞塔集、彭店地区，阻击可能由潢川南援之敌。13日，红十二师对双柳树反动突袭，消灭敌守军两个营大部，并乘胜追击，将逃敌追歼于薛店地区。同日，红十一师经一日激战，攻入璞塔集，歼灭由潢川南援的国民党军两个团及反动民团1000余人。红七十三师和少共国际团则对仁和集守敌采取“围而不攻，日夜袭扰”的战术，搞得敌人筋疲力尽，并及时将双柳树、璞塔集的敌人被红军歼灭的消息传给敌人。被围敌人因此陷入极度恐慌，多次组织突围，均被红军击退。

　　16日拂晓，仁和集守敌孤注一掷，冒死突围，冲开一个“缺口”。约两个团的敌人“突围”后向西逃跑，被红七十三师二一八团、二一九团随后追击，最后在谈楼地区被包围消灭，敌旅长李万林也被活捉。与此同时，红七十三师二一七团和少共国际团迅速堵住“缺口”，并乘势攻入寨内，很快将尚未逃出的国民党军1个团全部歼灭。至此，潢光战役胜利结束。此战，红四方面军共歼灭国民党军8个团，毙伤俘敌近万人（其中包括毙敌旅长1人，活捉敌第七十六师参谋长李亚光和敌旅长李万材）；缴获各种枪7000余支（挺），不仅收复了商城以西、潢川和光山以南大片地区，更扩大了部分根据地，胜利粉碎了国民党军对鄂豫皖革命根据地的第三次“围剿”。