1947年1月，山东野战军和华中野战军合编为华东野战军，简称为华野。华野成立后，陈毅纵览全局，战役指挥由粟裕负责。当时华野的一些老资格并不服粟裕，其中就包括宋时轮。宋时轮的资历很老，虽然他没有参加过三大起义，但加入红军的时候，他是带队伍参加的，相当于公司的股东了，毛主席因此戏称他为“一方诸侯”。

红军时期宋时轮担任过军长和江西军区参谋长并参加了长征。抗日战争全面爆发后，他先是出任八路军120师358旅716团团长，率部开赴雁门关一带抗日。不久后又出任八路军第4纵队司令员，和邓华一起率部挺进冀东，支援冀东大起义。当时冀东的形势很好，冀东抗联武装一度发展到了十万人。

宋时轮到达冀东后，被任命为冀察热辽军区司令，毛主席指示他以雾灵山为基础建立抗日根据地，打开冀东抗战的新局面。但宋时轮认为雾灵山地广人稀，不适合在这里建立根据地，于是率部向都山进军，准备在那里立足。不料在过长城的时候遭到了日军的顽强阻击，一番苦战后，被迫退回了冀东。

不久后日军调集重兵向冀东扑来，宋时轮把敌情看的过于严重，带头从冀东撤退。由于组织不严密，途中遭到日伪军的拦截，跟随4纵一起撤退的冀东抗联损失惨重，5万多人到平西后仅剩下3000余人。1939年2月，萧克出任冀热察挺进军司令，因为高志远的问题和宋时轮产生分歧，随后宋时轮被追究带头从冀东撤退的责任，他很快就离开平西，回到延安学习。

在延安，宋时轮坐了5年的冷板凳。抗战胜利后，陈毅出任山东野战军司令。早在红军时期，宋时轮就曾经两次给陈毅当过参谋长，二人配合十分默契。得知老部下处境艰难后，陈毅将宋时轮要到山东，继续给自己当参谋长。在山东野战军，陈毅还是统揽全局，军事指挥主要靠宋时轮。

宋时轮上任后，山野败多胜少，泗县战役中手握22个团的绝对优势兵力，却未能拿下桂系两个团把守的泗县，部队还付出了不小的伤亡代价。战后宋时轮主动向陈老总做了检讨，陈老总把失利的责任揽在了自己身上，在总结大会上做了深刻的自我批评。不久后山东野战军和华中野战军合并，粟裕负责军事指挥，宋时轮先是去渤海军区当副司令，不久后出任华野十纵司令。

粟裕用兵，善于根据每支部队的特点来安排任务，十纵擅打阻击，因此经常在战役和战斗中执行阻击敌人援军的任务。打阻击伤亡大，缴获小，宋时轮见粟裕总让自己“啃骨头”，心中难免不会有想法，加上他的资历比粟裕老，因此就不太服粟裕，还曾当面顶撞过他。

1984年2月，粟裕将军不幸病逝，宋时轮不仅亲自参加了他的追悼会，还在追悼会上痛哭落泪，直言“粟司令曾经三次力保我，我是非常感激的。”那么宋时轮所说的粟裕曾经三次力保他是怎么回事呢？粟裕第一次力保宋时轮发生在梁山阻击战之后。1947年8月，华野陈参谋长命令宋时轮率十纵在梁山一带阻击邱清泉的第5军和敌第84师。

邱清泉的第5军是国军五大主力之一，全副美械装备，战斗力十分强悍。十纵不论兵力还是武器装备都不如对手，但宋时轮没有讲困难，率部在梁山和邱清泉大战十天，基本完成了上级交给的任务。随后他率十纵北渡黄河，过河时遭到敌军的拦截，部队付出了一定的伤亡代价。

战后上级以十纵没有接到命令却私渡黄河为由，准备追究宋时轮的责任。此时粟裕站了出来，经过仔细了解后，认为十纵过河跟陈参谋长的命令没有传达清楚有关，这才保住了宋时轮。粟裕第二次力保宋时轮发生在济南战役之前，当时十纵被安排打阻击，宋时轮不满这个安排，于是亲自找到粟裕，要求他更改命令，让自己参加攻城。

粟裕同意后，宋时轮又提出自己的部队有许多困难，不解决这些困难就无法参加攻城，还一度要撂挑子回家养老。毛主席得知此事后很生气，对宋时轮提出了严厉的批评，并准备将他撤职。粟裕再一次站出来为宋时轮说话，帮他过了关。不久后淮海战役打响，宋时轮率部在徐东挡住了邱清泉和李弥的联手攻击，为全歼黄百韬兵团作出了重要贡献，以实际行动回报了粟裕对自己的信任。

60年代初期，粟裕第三次力保宋时轮。当时在军科院工作的宋时轮受到了冲击，虽然粟裕的处境也不好，但他还是多次给周总理写信，帮助宋时轮度过了难关。1984年2月，粟裕将军不幸病逝，宋时轮不仅亲自参加了他的追悼会，还在追悼会上痛哭落泪，直言“粟司令曾经三次力保我，我是非常感激的。”三年后在一次高级干部会议上，宋时轮第一个提出为粟裕58年的问题平反，这在当时是很难得的。