當(dāng)時，黃維兵團(tuán)被中原野戰(zhàn)軍圍困在徐州西南的蒙城和宿縣之間，距離敵剿總司令部所在地徐州不到200公里，這里盤踞著國民黨20多萬的精銳部隊，而在蒙城南面，盤踞著劉汝明兵團(tuán)的10多萬部隊。華東野戰(zhàn)軍就處在國民黨這三支部隊中間。雖然表面上對國民黨三支部隊形成分割的態(tài)勢，但若蔣介石命令三支部隊不惜一切代價進(jìn)行靠攏，華東野戰(zhàn)軍和中原野戰(zhàn)軍就將面臨著腹背受敵的狀態(tài)，情勢十分危險。
為了完成中央下達(dá)的盡量在江北殲滅敵人有生力量的戰(zhàn)略目標(biāo)，華東野戰(zhàn)軍不僅不能讓劉汝明兵團(tuán)去增援，更不可以讓劉汝明兵團(tuán)跑了。正當(dāng)粟裕斟酌用兵之計時，新的消息傳來：徐州的杜聿明動了。
黃百韜兵團(tuán)的覆滅，讓蔣介石如坐針氈，就在中原野戰(zhàn)軍圍殲黃維兵團(tuán)的時候，杜聿明向蔣介石建議提前撤出徐州。經(jīng)過商討，國民黨統(tǒng)帥部做出撤出徐州退守宿縣的計劃，以徐州主力向南攻擊，另外以黃維兵團(tuán)和李延年兵團(tuán)分別由西南和正南兩個方向向宿縣推進(jìn)，三軍合力打通徐蚌線?？闪疃彭裁鳑]有想到的是，這個三軍合力打通徐蚌線的計劃從一開始就遇到了挫折。華東野戰(zhàn)軍將8個縱隊21個師的兵力分為兩個梯隊，在徐州以南寬達(dá)50公里的正面和縱深30公里的區(qū)域構(gòu)筑了3道防御陣地。即便邱清泉、孫元良兵團(tuán)在猛烈炮火的掩護(hù)下突擊，可是受到華東野戰(zhàn)軍頑強(qiáng)阻擊，邱、孫兵團(tuán)一天只前進(jìn)了5公里。
在粟裕的率領(lǐng)下，華東野戰(zhàn)軍成功牽制住了杜聿明集團(tuán)，他只能龜縮在徐州附近。這樣一來，南邊夾住了，北邊看住了，就等著中原野戰(zhàn)軍圍殲黃維兵團(tuán)了。
正當(dāng)黃維兵團(tuán)向著宿縣推進(jìn)時，中原野戰(zhàn)軍把他圍了起來：第四、九、十一縱隊在東平集、邵圍子一線由東北向西南壓縮；第六縱和陜南二十旅由南向北壓縮；一、二、三縱由西向東壓縮，再加上華東野戰(zhàn)軍的第七、三、十三縱隊……黃維的12萬人馬被困在了以雙堆集為中心東西20里南北15里的包圍圈里。
雙堆集一帶地形開闊，并不是個利于作戰(zhàn)的地方。在戰(zhàn)斗初期，黃維第十二兵團(tuán)利用火力優(yōu)勢奪取了雙堆集附近的一些有利地勢，又以雙堆集為核心，憑借周圍20多個小村莊構(gòu)筑了集團(tuán)攻勢,各種火炮、輕重機(jī)槍、噴火器輪番上陣，牢牢控制住了戰(zhàn)局。他聲稱：“要讓共軍啃掉牙，脹破肚皮敗北于陣前。”他還一再向蔣介石表示：“劉鄧一下子吞不了我們！”
在此情況下，淮海戰(zhàn)役總前委要求華東野戰(zhàn)軍至少抽3個到4個縱隊參加到圍殲黃維兵團(tuán)的戰(zhàn)斗中，這讓粟裕異常緊張。此時，華東野戰(zhàn)軍正看著杜聿明、夾著劉汝明，已派了3個縱隊去增援中原野戰(zhàn)軍，再調(diào)兵圍殲黃維兵團(tuán)，若是黃維兵團(tuán)打不下來，杜聿明兵團(tuán)再來個魚死網(wǎng)破，兩個兵團(tuán)連成一體的話，整個中原野戰(zhàn)軍和華東野戰(zhàn)軍都將面臨著腹背受敵的狀況。
盡管形勢已經(jīng)相當(dāng)緊張，粟裕還是派出陳士榘率領(lǐng)3個縱隊帶著重裝備去增援中原野戰(zhàn)軍。因為他清楚，現(xiàn)在只有盡快把黃維兵團(tuán)吃掉才能改變整個戰(zhàn)局。
這時，淮海戰(zhàn)役總前委與華東野戰(zhàn)軍的電話線第一次接通了，陳毅在電話里，叫著粟裕的名字：“你先不要講，我來問你，你們打黃百韜是怎么打的？你們是用什么辦法打的？”粟裕告訴陳毅改變原有運動戰(zhàn)的方法，打村落攻堅戰(zhàn)、城市攻堅戰(zhàn)，采取近迫式作業(yè)。
于是，一場奇特的戰(zhàn)斗開始了。解放軍圍繞著黃維兵團(tuán)的陣地開始了一場聲勢浩大的搶挖溝壕的行動：先是在地上匍匐行動挖掩體，隨后逐漸挖深，最后他們將挖好的掩體與掩體之間連接成交通壕和塹壕，像蜘蛛網(wǎng)一樣密密麻麻向著黃維兵團(tuán)據(jù)守的據(jù)點伸展開去，有的壕溝甚至挖到了敵人的據(jù)點內(nèi)。
這種戰(zhàn)術(shù)果然奏效。黃維兵團(tuán)的重裝備失去了作用，10多萬人擁擠在狹小的地區(qū)，糧彈俱缺，成了甕中之鱉。
12月5日，淮海戰(zhàn)役總前委下達(dá)圍殲黃維兵團(tuán)的總攻命令。
在黃維兵團(tuán)東面，陳賡和謝富治率領(lǐng)中原野戰(zhàn)軍第四、九、十一縱隊及豫皖蘇獨立旅、華東野戰(zhàn)軍特縱炮兵一部向著沈莊和張莊一線奮起沖鋒；在黃維兵團(tuán)西面，陳錫聯(lián)指揮中原野戰(zhàn)軍第一、三縱隊和華東野戰(zhàn)軍第十三縱隊特縱炮兵一部向著三官廟和許莊一線發(fā)起攻擊；在黃維兵團(tuán)南面，王近山和杜義德指揮中原野戰(zhàn)軍六縱、華東野戰(zhàn)軍七縱、陜南第十二旅向周莊一帶發(fā)起攻擊。
12月15日，黃維兵團(tuán)被殲滅，黃維被俘。
得知這個消息，緊張了七天七夜沒有休息的粟裕的神經(jīng)一下子松弛下來，昏了過去。
殲滅黃維兵團(tuán)，標(biāo)志著淮海戰(zhàn)役第二階段的任務(wù)順利完成。后來，毛澤東將淮海戰(zhàn)役比作一鍋夾生飯。他對淮海戰(zhàn)役參戰(zhàn)將領(lǐng)們說：“淮海戰(zhàn)役打得好啊！就是這一鍋夾生飯，硬是被你們一口一口給吃下去了！”
圍殲杜聿明集團(tuán)
中原野戰(zhàn)軍將黃維兵團(tuán)牢牢地包圍在雙堆集時，黃維組織的多次突圍均告失敗。11月26日，蔣介石命令徐州剿總副司令杜聿明派李延年兵團(tuán)前去救援，但是李兵團(tuán)很快就被粟裕所指揮的華東野戰(zhàn)軍牽制部隊給打了回來。
蔣介石心急如焚，電召杜聿明火速到南京。杜聿明趕到后，先見到了參謀總長顧祝同。顧祝同告訴他：“老頭子也有困難，一切的辦法都想到了，連一個軍也調(diào)不動?，F(xiàn)在決定放棄徐州出來再打，你看能不能安全地撤出來呢？”
