第三次军部保卫战发生在皖南事变期间，史称“石井坑守备战”。

广义上，皖南事变中的战斗大多属于保卫新四军军部的战斗，但是，唯有石井坑周围的战斗是由叶挺军长直接指挥、围绕军部展开的固守待援战斗。

在皖南事变中，石井坑守备战是新四军皖南部队最后一场有组织指挥的战斗。

面对国民党军形成的越来越小的包围圈和极度疲惫的我军部队，叶挺决心在石井坑固守，就此展开了石井坑守备战。

他以军长名义发出告全体指战员书，说明革命战士之职责，并鼓励大家勇气，最后要指战员们尽量休息，恢复疲劳，整顿所部，准备作最后之牺牲。

叶挺军长决定立即在周边控制制高点，建立起防御。

具体部署是：二纵老三团占领石井坑西南的东流山北高地、石井坑西北的香炉墩高地，向西、向北坚守。

二纵新三团占领石井坑东北白山（石山）高地和石井坑北部狮形山高地，向东、向北坚守。

三纵老五团占领石井坑东南东流山制高点，向南、向东坚守。

军部特务团和教导团为机动。

东流山制高点是最重要的阵地。东流山先是由教导团（原称教导总队）守卫，全团以干部学员为主，枪支配备不齐，而且步枪上也没有配刺刀，他们靠手榴弹和夺取敌人武器御敌。

10日6时许，军部教导团工兵队到达东流山下时，国民党第四十师第一一九、第一一八团一部已占领东流山山顶。

上午，工兵队经过奋勇冲杀，在教导团其他队支援下，直至黄昏才夺回了东流山制高点，工兵队队长、指导员、副队长全部牺牲，全队只剩下10来个人。

叶挺见到老五团，大声说道：“你们五团是支过硬的老红军部队，在场的许多同志从30年代就已经屡建战功，今天军部把坚守东流山的任务交给你们，大家一定要坚守住东流山阵地，东流山不能丢！”

说着，他用手杖指着山凹里的指挥所说：“我叶挺就在这里指挥，跟同志们同生死、共存亡！”

听到军长的誓言，老五团这支以福建崇安红军为骨干组建的部队士气大振，转身向山上奔去，团首长立即指挥全团上东流山占领有利地形，抢修工事。

为稳定部队，叶挺指示清查人员、设立警戒，并首先解决部队吃饭、休息问题。

为筹集粮秣，临时设立了粮食委员会，由军需处副处长张元培负责，粮食委员会人员会同军部政治部人员调查当地粮食情况，向村民解释购粮的需要。

石井坑当地民众，虽然粮食已被国民党军搜去大半，但都愿尽其所有售给新四军，有几户村民还坚决不肯收钱。

村中各户所养的大、小猪，都自动交给粮食委员会。叶挺将自己的战马也交出来宰杀。

10日，叶挺、饶漱石致电胡服（刘少奇）转延安党中央：“支持四日夜之自卫战斗，今已濒绝境，干部全部均已准备牺牲。请即斟酌实情，可否由中央或重庆向蒋交涉立即制止向皖进攻，并按照原议保障新四军安全移江北及释放一切被捕军部工作人员。”

叶挺草就一份电报稿，发给延安毛泽东请其转发给重庆蒋介石委员长（当时军部与重庆方面不能直接通电），仍希望国民党方面能够解围。

其中一段大意为：今四面被围，弹尽援绝。如委座以为新四军仍系抗战部队，而职仍系抗战军人，则恳立即命令各友军解围。如获成全，职当立即来渝请罪，虽死不辞。

10日下午，前日离队的项英、周子昆、袁国平等人和李一氓等一行人，都未能突出重围，先后随老五团也来到石井坑，情绪沮丧。

项英关于离队经过致中共中央电：“今日已归队。前天突围被阻，部队被围于大矗山中，有被消灭极大可能，临时动摇，企图带小队穿插绕小道而出。因时间快要天亮，曾派人〔请〕希夷来商计，他在前线未来，故临时只找着国平、□□及□□同志（□□未同我走）。至9日即感觉不对，未等希夷及其他同志开会并影响甚坏。今日闻五团在附近．及赶队到时与军部会合。此次行动甚坏，以候中央处罚。我坚决与部队共存亡（请胡服转中央）。”

叶挺召开高级指挥员会议，说明当前处境及坚定作战之决心。与会全体表示同意。随即将汇聚到石井坑的部队编制为4个队，并以一部为总预备队。

会后，各队按部署分驻防地。

随军部行动的5部电台奉命砸毁了4部，销毁了全部联络文件，只留下1部电台，凭记忆的密码与党中央、华中新四军八路军总指挥部保持着联络。

10日，国民党军一线部队第四十、第一四四、第七十九、第五十二、第一〇八师，已对石井坑形成合围，局部进攻不断。

11日，叶挺军长指挥在石井坑初步形成环形防御：教导团坚守东流山（后由三纵老五团接替，团部和一营守东流山主峰，二营长陈仁洪带二营、三营守东流山的另一主要高地长龙山，亦说三营守东流山主峰东北边的东头山，后老三团一营前去接防）。

特务团未突围的三营由二营政委雷光熙率领，自动加入长龙山守卫，后来军部派张云龙参谋接管三营指挥。

二纵老三团二营固守石井坑西南东流山北高地，向西防御，三营坚守石井坑北香炉墩高地，向西北防御。

二纵新三团在石井坑东北，一营坚守白山高地，向东防御，二营坚守狮形山以北2里路的高地，向北防御，三营随团部在白山西侧高地。

二纵的纵队指挥所在狮形山的东山南侧。

另有回忆石井坑守备战的部署如下：二纵为主力拱卫在石井坑周围，老三团二营（缺坚持在丕岭的四连）在石井坑西南东流山以北高地，向西坚守。

石井坑西北香炉峰高地，由老三团三营向西、向北坚守，

石井坑东北白山高地，由新三团一营向东坚守；石井坑狮形山以北2里路的高地，由新三团二营向北坚守；石井坑白山西侧高地，由新三团三营随团部守卫；狮形山的东山南侧为纵队指挥部。

一纵余部坚守在白山西北。三纵老五团、教导团坚守在石井坑东南的东流山（教导总队政治处主任余立金指挥的教导团部署在东流山一带：工兵队抢占东流山制高点；其他部队主要应对茂林方向，一队、二队为主力，并相机夺取大康王庄，三队、四队随一队、二队左翼攻击茂林方向；机炮连架起全军仅有的2门82毫米迫击炮及2挺“马克沁”重机枪构成火力支援）。

特务团2个营余部坚守在薄刀岭（有说在长龙山）。

11日上午，叶挺军长召开军部会议，检查受挫原因，研究行动方案，决定缩短战线，加强工事，以少数钳制多数，控制1个团以上的兵力，选择国民党军弱敌予以打击，再视情况决定下一步行动。

随即，叶挺报告中央：一、顽敌四十、一四四、七十九、五十二、一〇八各师，已于今日合围，预计明晨会总攻。二、顾〔祝同〕已下生擒我等之命令。三、我们方针：缩短防线，加强工事，以少数钳制多数，控制一个团以上强力，选择弱点，俟机突击，给以大打击后，再做第二步，能突破当更好。四、现士气尚佳，惟粮弹不济，不能久持。本军五昼夜不停与五六倍之敌激战于重围，计划又告失败，现将士疲劳过度，只好固死一拼。

11日上午，国民党军对石井坑发起了第一次总攻击，被新四军守备部队打了下去。

其中，东流山争夺战最为激烈。国民党第四十、第一四四师反复猛攻东流山一线，均被我老五团、老三团、教导团顽强击退，第四十师还被毙、伤旅长各1名。

11时许，国民党军重点进攻我教导团工兵队的阵地，军部参谋刘奎率工兵队先后打退10余次冲锋，虽然我教导团机炮队和第一、第三、第四队增援，但敌军仍然突破了我军阵地，攻占了东流山一处制高点。

下午2时许，西首岭失守。下午3时，国民党第四十师一一九团和一一八团报告上级，已将“东流山之最高峰”“占领大半”，5时“全部占领”东流山。

傍晚，东流山3个较高的山峰相继失守。担任教导团总指挥的余立金组织教导团剩余人员展开反攻，先后收复东流山3个较高的山峰，但不久又被国民党军夺取。