1940年秋，沭阳县城被日伪军占领，随即宣布成立汪伪政权，全县地区被分割。民国沭阳县政府和中共沭阳地下党县委，分别转移办公。

1940年9月18日，苏皖边区党委响应中共中央“为适应全民族抗战形势需要，在全国各地创建抗日根据地，组建抗日民主政府”的号召，决定在当时的沭阳县西北部，以阴平乡（今潼阳镇）为中心，成立“沭（阳）、宿（迁）、（东）海抗日联防办事处”的领导机构，下设科局，相当于县一级政府机关。任命江剑农为办事处主任。“管辖旧沭阳的第二、三、四三个区的全部和一区的个别乡保，以及东海县南部的部分地区，面积1000多平方公里，30多万人口。”1942年6月28日，淮海行政公署将办事处改设潼阳县，任命胡叔度为县委书记、江剑农为县长，其辖区和县政府驻地在原地不动。1944年8月26日淮海行政公署又将潼阳和铁路南东海两县合并，成立新的东海县。任命万众一为县委书记、江剑农为县长、王通吾为警卫团长。县政府驻地仍在阴平街，县委驻地阴平山羊庄。

1945年10月10日，随着抗战胜利形势需要，华中六地委又下令潼海两县分开，恢复潼阳县治，任命李铁民为县委书记、王通吾为县长。此次恢复的面积在原有基础上，又新划入东海县的阿湖、沙河、安峰、房山等区乡。其范围“西起新安镇东老沭河、东至沭赣公路、南至颜集老沭河、北至陇海铁路。西北建陵、崇德两个乡保与山东郯城县交界。共计9个区81个乡。”1947年2月，国民党军队和还乡团控制了潼阳县境内的沭新公路，不断向四周反击。华中六地委将潼阳县委临时分为潼南和潼北两个工委。潼南工委驻颜集，县长王通吾兼任工委书记；潼北工委驻安峰山，县委书记李铁明兼任工委书记，同年5月潼北工委又并入东海县。1948年5月潼南工委被批准更名为潼阳县委，任命王通吾为县委书记、朱青扬为县长。办公地点迁回阴平。1949年5月12日，在全国解放前夕，淮阴专员公署又决定潼阳县和宿北县合并，成立新安县（今新沂市）。潼阳县撤销后，西部的高流、黑埠、时集、宋山等区乡划入新安县，东部的阴平、颜集、新河、桑墟、房山等区乡并入沭阳县。潼阳县的重要历史资料分别上交省和淮阴地区，其它资料和办公设施移交新安县。

沭宿海抗日联防办事处和潼阳县成立近十年时间，又几次分分合合和不断改变隶属关系，但行政中心始终在阴平街。它在历史的长河中只是短暂的一瞬间，但它经历了抗日战争和解放战争，发生了大小战斗数百次。留下了扎埠荡激战日寇、桑墟臭狗阵、火攻林头庙、平息沭西暴乱、血战小窑头等一系列可歌可泣的战斗佳话，涌现出一大批革命烈士和志士仁人，谱写了潼阳历史上光辉的篇章。其中扎埠荡抗日战斗还写入了39军军史，建党百年前夕中央电视台还特地前来采访报道；桑墟臭狗阵和血战小窑头也作为战例编入有关军事教科书。2015年抗战胜利70周年，潼阳镇在烈士陵园新建扎埠荡抗日战斗纪念塔，原淮海区领导人、卫生部副部长杨纯题写塔名；原潼阳县委组织部部长鲍有成、新河区委书记袁希分别题字和撰写当年参战回忆文章。新沂市在小窑头战斗旧址建纪念馆，原小窑头战斗指挥员、济南军区政治部主任徐春阳中将题写馆名。为红色传承，1999年12月经省政府批准，将阴平乡改设潼阳镇。

2016年5月24日，沭阳县委、县政府作出决定，对原潼阳县1945年在阴平街当时尚存的部分房屋，进行维修复建，并申请文物保护。经过三年多时间的规划设计论证，至2019年秋复建维修工程竣工，纪念馆对外开放。原潼阳县沭河区委书记、北海舰队参谋长徐世平中将题写馆名。由韦泽洋、张士华任正副主编，首次全面介绍潼阳县的《中共潼阳县史略》一书，也正式公开出版发行。