到了二月，眼看局势不利，宣武帝才下诏要求班师 。然而元英心有不甘，他上表说二月淋雨不止才耽误了攻城，待三月天气晴朗后，自己一定能攻下钟离，请求魏帝再多给一些时间 。宣武帝便派范绍前去商议攻守，范绍看到钟离坚固的城墙及险峻的环境后，劝元英尽早班师，然而立功心切的元英却不同意 。
就在魏兵进退维谷之时，梁国已经部署反攻了 。梁武帝调遣负责镇守合肥的韦睿兵马，令其北上与曹景宗汇合 。韦睿领命后，立即带领援军昼夜兼行 。当时梁国军士大多畏惧魏兵强盛，都劝韦睿缓慢行军，韦睿则说：“魏人已坠吾腹中，卿曹勿忧也”，认为魏军在长达百日的攻城之战后，粮草即将耗尽，已是强弩之末，援军应尽快抵达以便收拾残局 。因此，在韦睿的快速行军下，梁国援军在十天之内就抵达邵阳附近，与曹景宗汇合 。曹景宗见到韦睿，礼遇备至，梁武帝知道后，感叹说：“二将和，师必济矣 。”
梁军进抵邵阳洲，在一夜之间截州为城，距魏军营帐仅百余步，元英见状大惊说：“是何神也！”梁军的铠甲又十分精新，军容甚盛，北人望之气夺 。魏军杨大眼将万骑来战，韦睿便令部下结车为阵，用强弩来射穿魏国的骑兵，杀伤甚重，杨大眼也被射瞎了一只眼睛，败下阵来；次日元英亲自来战，韦睿乘素木舆，执白角如意指挥，一天之内战数合，魏军退却 。之后曹景宗又于杨大眼旁筑垒，形成合围 。
梁武帝于后方急令人来传报，要求曹景宗等豫装高舰，使与魏桥等高，以便施行火攻 。又命韦睿攻其南，曹景宗攻其北 。到了三月份时，随着季节变暖，淮水暴涨六七尺，梁军以小船载草，纵火焚桥，士卒呼声动天地，对魏人的恐惧一下子消散，无不以一当百，杀得魏军大溃，争投水死者十余万，斩首亦如是，沿淮河百里，尸首遍布 。元英见败局已定，只得与杨大眼烧营而去 。梁军生擒俘虏五万人，获得了重大胜利，一举解除钟离之围 。
梁武帝在后方指挥了钟离之战
战例分析：梁军为什么能够反败为胜？钟离之战扭转了南朝的颓势，北魏之所以失败是因为它并没有统一天下的条件，不能像西晋灭东吴、隋朝平南陈那样，先占据川蜀上流，再兵临长江沿岸，对江南形成包围之势 。而是与南方人进行攻城战，吃了大亏 。北魏的鲜卑人一直都擅长用骑兵来进行野战，南梁的汉人则擅长用步兵来坚守城池 。中原地区由于一马平川，无险可守，故而利于野战而不利城守，所以刘宋与萧齐无法守住河南之地；但自秦淮以南的地区，丘陵土坡连绵不绝、江湖沼泽遍布各地，城池可以凭险而建，使骑兵无处施展手脚 。在冷兵器时代，面对险要的坚城铁壁，彪悍的胡人也无计可施 。
总归起来，梁军在钟离之战中能够获胜，原因有：
①政治方面：梁国的整体实力与北魏相差不大，能够投入相当的兵力来应战，且后勤有充分的保障，不像北魏那样粮草仅够支持八十天 。萧梁取代萧齐的过程并未出现四分五裂的大动荡，在经过几年的调整之后，国家已步入正轨，处于上升期而不是衰亡期；
②战略方面：梁军采用防守反击的打法，发挥出擅长守城的优势，仅用三千兵马就抵挡住数十万魏军的进攻，让元英无计可施 。在久攻不克之后，魏军就会陷入疲惫，梁军便可以逸待劳，给与致命一击；
③战术方面：洛口之战的溃退，令北魏低估了梁军的实力，急切地想荡平江南，结果落入攻城的圈套中，不顾兵家大忌，投入全部兵力去攻打一座坚城 。梁军充分利用魏军轻敌的弱点，采用出奇制胜的打法，先安营于其侧，出其不意攻其不备 。又利用水战的优势，纵火攻击，令魏兵招架不住；
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