在华野追击、合围杜聿明集团期间，中野向双堆集的黄维兵团展开猛烈攻击，但敌人依仗坚固工事、开阔地形及猛烈火力拼死抵抗，我军进展甚微，而伤亡较大。敌人还以攻为守，频繁出击，极力扩占地方，以杀伤我军，振作士气；俘虏我军人员以取得情报；并抢掠一些可以吃、用的东西。有些地方白天敌人攻下，晚上又被我夺回，以致形成残酷的拉锯战。当杜聿明集团向西南突围，企图与李延年南北对进，协力救援双堆集时，黄维认为还有一线生机，但随着12月4日杜集团被围于永城西北、孙兵团突围被歼，与他陷于同样命运，南线李延年又被强阻于蚌埠西北包集附近寸步难进，他这最后一线希望犹如昙花一现，很快即破灭了。
就在这时，中共中央军委、毛主席来电指出“对于战斗力顽强之敌，依靠急袭手段是不能消灭的。必须采取割裂、侦察、近迫作业、集中兵力火力和步炮协同诸项手段，才能歼灭。”据此，中野调整部署，改变战法。以中野第四、第九、第十一纵，华野特种兵纵队炮兵主力，豫皖苏军区独立旅组成东集团，由第四纵司令员陈赓统一指挥，攻击双堆集以东之敌；以中野第一、第三纵，华野第三纵及炮兵一部组成西集团，由第三纵司令员陈锡联统一指挥，攻击双堆集以西之敌；以中野第六纵，华野第七纵和陕南军区第十二旅等部组成南集团，由第六纵王近山司令员统一指挥，攻击双堆集以南之敌。
为了对付敌人的坚固工事，减少在平原地带接敌的伤亡，指战员创造出从四面八方围绕敌人阵地挖掘堑壕的办法，实施工程浩大的近迫作业。每到夜幕降临，在监视好敌人的情况下，成千上万的指战员，从我军堑壕到敌人阵地前沿一字排开，头脚相连，形成一条条二、三百米长的“人龙”。一声令下，开始土工作业，先挖散兵坑，后贯通成交通壕，两侧还修上掩体和防空洞。经过尔后不加工改造，有的还修建了“卧室”、“厕所”、“自来水”、“消烟炉灶”、“十字大街”，成了“阵地之家”。交通壕伸到敌阵地前五、六十米，有的还伸进敌人的鹿寨内。敌人十分恐慌，以部队袭击，坦克冲，大炮轰，飞机炸，毒气熏，但都白费劲！
黄维因中途被围，粮弹不足，虽有飞机空投但十几万大军，初期尚勉强维持，不久我军压缩包围圈，空投物资往往投在包围圈外。双堆集战场是秋收后毫无隐蔽物的旷野，所占村庄都是茅草小屋，老百姓早已逃光，几乎毫无可以利用的物资，不仅无处征集粮食，就是骡马饲料、燃料、饮水都极为困。只能靠一点点红薯、大豆、宰杀骡马充饥，甚至逮老鼠吃。为了争夺少许的空投物资官兵互相开枪残杀。大批伤亡更是无人过问，任其自生自灭。我军一边实施近迫作业一边展开强大的政治攻势。通过敌前喊话，送劝降信，发宣传品，有选择地释放俘虏，取得了很好的效果，敌士兵投降的越来越多。
我军3个集团经过充分准备，于1948年12月6日发起全面攻击，各集团采取稳扎稳打，攻占一村巩固一村的战法，对敌实施有重点的多面、多点的连续出击。战士们称这种战法为“剥皮战”。6日至9日，南集团攻占李士楼、小周庄、大王庄。大王庄离尖谷堆仅有半公里多，而尖谷堆制高点是整个阵地的骨干。大王庄失守，黄维、胡琏感到对他们威胁太大，即下令第十八军军长杨伯涛必须夺回。杨急调第十一师一个团及第一一八师所有能战斗的残兵败将，集中全军火，加上第八十五军的野炮营，与我军争夺大王庄。从10日拂晓开始，敌倾其所有炮弹向大王庄轰击，足有上千发。双方部队在迷濛熏雾中反复冲扑，逐墙逐沟逐街逐房争夺，死亡枕藉。中野第六纵第十六旅第四十四团主动驰援华野第七纵，反击敌群进攻，酷战从早上一直打到黄昏，我军坚守村庄一角誓死不退，而敌也精疲力竭，只好撤回原地。这场空前激烈的争夺战，极大地打击了敌人的士气。杨伯涛为掩饰败迹，向黄维吹说消灭了共军4个团，黄信以为真嘉奖参战部队，并向蒋介石报捷。
我攻占大王庄后，双堆集整个阵地的制高点尖谷堆直接暴露在我进攻矛头之下，华野第七纵队乘胜发起攻击。位于双堆集东南的尖谷堆，工事构筑特别坚固，敌炮兵观测所就设在上面。几天来，我军炮火集中向土顶轰击，敌伤亡惨重，一连换了3个团长。12日黄昏，部队沿着“长龙”逼近敌阵后，潮涌般冲了上去。穷凶极恶的敌人见攻势凶猛，发射了大量的毒瓦斯弹，我军伤亡重大，暂停攻击。但毒气弹挽救不了黄维的命运，我于做好充分准备后，一举拿下制高点，敌团长廖汉庭也被生擒。杨伯涛见势不好，复集中特务营、炮兵营、工兵营反扑，均遭我痛击退回。占领了尖谷堆，整个双堆集处在我瞰制之下，敌兵团部受到直接威胁，位于尖谷堆西北300多米处的敌快速纵队的战车、油车、弹药车、修理车及炮兵已无法活动，黄只好下令转移到北面的兵团部小马庄附近，由第十一师掩护。大炮没了炮弹成了废铁，因无法转移，只能堆成一堆。
在这期间，西集团攻下东西马围子、小马庄、周庄、腰周庄；东集团拿下张围子、沈庄、杨围子，歼灭第十四军。敌第十四军参谋长梁岱于浍河被俘后，伪称军部书记官，我军给予优待，将他放回给黄维、军长熊绶春及该军第十师师长张用斌送劝降信。梁回到军部驻地杨围子，但熊当时很顽固，将3信全部撕毁。我军发起总攻后，战局急转直下，杨围子成了前线，其第十、第八十五师部所乘无几，蜷缩在杨围子及右前方一个村子里。一天，我军又派一被俘的排长给熊绶送去最后通牒，限其24小时内答复，过期不复，即就地歼灭。熊因浍河之战中被我军打得溃不成军，黄维给了他个记过处分，他对兵团部存有芥蒂，再是失败已成定局，同意投降，派那个排长复信给解放军，但那排长一去即无音信。不久，我军发起总攻，首先破敌第十师阵地，师长张用斌被打成重伤，接着攻入杨围子，炮声、枪声、哨子声、喊声响成一片。熊绶春先是抱头大哭，尔后独自一人冲出军指挥所掩蔽部。梁岱劝他:“外面枪炮打的很乱，出去很危险，不如蹲在这里，当俘虏也没有什么了不起。”熊不听，一出门即被炮弹炸死。而梁则躲在隐蔽部，解放军一到即举手投降。该军除副军长谷炳奎等少数残兵逃到兵团部外，其余悉数被歼。我东集团总指挥陈赓派人将熊葬于附近一土堆上，并在坟前立牌标示，以便其家人查找。
双堆集东南几个小村子的第八十五军第二十师位于第十八军防地前面，在我连续攻击下处境艰难，军部迁到第十八军指挥后，他们又与上级失掉联系，对空联络信号更换后也未通知他们，以致遭到自己飞机轰炸，一个副团长被炸死。粮弹日渐短缺，燃料更成问题，只好掘棺木为柴。已起义的一一O师师长廖运周、第二十三师被俘的代团长何企连连送劝降信。他们断粮后，我军士还将热腾腾的米粥送到其前沿阵地，士兵吃后，有人将碗钵摔破，而解放军战士不计较，仅笑笑走开。阵地前沿树立的“优待俘虏，不杀不虏”、“欢迎起义投诚”大幅标，对敌人也产生了很大影响。他们在与其周围部队的矛盾越来越尖锐、解放军的围攻越来越紧迫情况下，师长黄子华于11月10日率部万余人向我军投诚。第八十五军因第一一○师起义、第二十三师投诚而宣告瓦自11月6日至10日，黄维又丢了近5万人。该兵团的皮被我军一层层地剥了下来，仅剩下第十、第十八军残部在几个村子里扎，他们的全部灭亡已成定局。
中野、华野经18天激战，分别围住黄维和聿明两个兵团，并予以沉重打击，但敌人兵力较大，战斗力较强，拼死抵抗，企图向南突围，我军全歼敌人尚需一定时间。而蒋介石拼命组织救援，由蚌埠北犯的李延年、刘汝明两兵团，已推进到余家集、包家集以南地区，距双堆集仅35公里；从华中抽调的二十、第二十八两军已陆续抵达浦口，估计12月15日前后即可到达蚌埠；此外，上海几十艘船只正集结待命，有可能突然北上将平津地区之敌接运到徐州战场。鉴于上述情，总前委认为必须迅速歼灭被围敌人中的一堆，才能使我有充裕力量应付可能发生的情况，决定集中足够兵力，首先歼灭黄维兵团，围住杜聿明集团，阻住李延年兵团。中中央军委、毛泽东主席同意此案。
于是，总前委抽调华野第三纵队和鲁中南纵队南下参加围歼黄维；华野主力继续围困杜聿明，对其暂以“大部守势，局部攻势”部署，阻其南逃；另以华野渤海纵队一个师加强到固镇以北的阻援方向，会同原任阻击任务的部队，对付李延年、刘汝明两兵团。据此，中野前委再次调整部署，将华野第三、第十三纵加强南集团，连同原来的华野第七纵、中野第六纵、陕南军区第十二旅，统归华野参谋长陈士榘指挥，突击敌核心阵地双堆集；东南两集团分别向当面之敌实施突击；华野鲁中南纵队为战役预备队。陈毅从总前委打电话给华野副参谋长张震，指示华野一要把杜聿明集团西南方向堵好，以免影响南线作战。张副参谋长坚定地答道:“请司令放心，一定堵住它，只要你下命令，我们就可各个消灭它。”陈毅叮嘱说:“现在不要急，首先缩小包围圈，还是车干水捉大鱼吧！”刘伯承把当时战场上的这种形势，形象地比成用餐时抢肉吃，嘴里含着一块，筷子上夹着一块，眼睛又盯着碗里一块:“这叫做吃一个，夹一个，看一个。黄维兵团这块肥肉已经夹在我们的筷子上了。”
刘伯承、陈毅于12月12日联名发出《促黄维立即投降书》，向黄维指出:
现在你所属的4个军，业已大部被歼。八十五军除军部少数人员外，已全部覆灭。十四军所属不过2000人，十军业已被歼2/3以上。就是你所最后依靠的精锐十八军，亦已被歼过半。你的整个兵团全歼灭，只是几天的事。而你们希望的援兵孙元良兵团，业已全歼。邱清泉、李弥两兵团业已陷入重围，损失惨重，自身难保，必被歼灭。李延年兵团被我军阻击，尚在80里以外，寸步难移，且伤亡惨重。在这种情况下，你本人和你的部属，再做绝望的抵抗，不但没有丝毫出路，只能在人民解放军的强烈炮火下完全毁灭。贵官身为兵团司令，应爱惜部属与生命，立即放下武器，不再让你的官兵作无谓的牺牲。果你接受我们这一最后警告，请即派代表到本部谈判投降条件。时间紧迫，望即决策。
我设在邯郸的人民广播电台，将这份促降书不厌其烦地从12日一直广播到15日。
可黄维这个战犯不见棺材是不会落泪的。他的残部虽然被我压缩于东西不过1.5公里的狭长地带，但拒绝放下武器，仍逼迫下属垂死抵抗，并连续施放毒气。敌空军也频频出动，给黄维赶运粮弹，轰炸我军阵地，仅13日，敌机即向我军投弹百余吨。
黄维不投降，就叫他灭亡。我军调整好部署，13日晚向敌最后一道防线发起总攻。南集团直捣双堆集，矛头首先指向敌兵团部小马庄东南第十军第一一四师第五十四团守卫的野堡阵地。这个团原为第十八军骨干团，一向以“老虎团”著称。在我军“剥皮战”中伤亡惨重，被迫放弃原守村庄，进行整补。黄维、胡琏为了屏障兵团部，将得到加强的该团再次摆了出来，在小马庄东南双堆集正东的开阔地上建立了一个异常坚固的阵地。四周有围墙，墙外有圩沟，沟外伸6组三角形集团堡，并有交通壕通连。圩墙上火力点密密麻麻，明暗子母堡遍布，为了最后解决黄维兵团，中野第六纵、华野第三纵首长将消灭“老虎团”的突击任务交给了第十七旅“襄阳营”和第八师第二十三团“洛阳营”。
这两个营是华野、中野十分出名的部队。“襄阳营”是中野最擅长攻坚的部队，是在全歼国民党第十五绥靖区、活捉特务头子康泽的襄樊战役中，斩劈三关，首先攻破襄阳城防的特功部队。“洛阳营”则是突破敌中原守备重点城市之一洛阳的攻坚战中，为千军万马打开唯一通路的英雄营。第三纵司员孙继先语重心长地对先期赶到的“洛阳营”营长张明说:“要知道，全纵队就是你们一个营参加突出。在这个方面，你们不仅代表着我们三纵，而且也是代表着华野参战。因此要求你们:第一，要首先打进去。只有首先打进去，才是对兄弟部队最大的支援。告诉全体指战员，不要有任何顾虑，全纵队的炮火都来支援你们；如果你们团的两营作二梯队不够，全纵队都是你们的二梯队！第二，要虑心向兄弟部队学习，主动搞团结；战斗中的缴获，全部送交兄弟部队，不许任何人打埋伏！”张营长认识到:这一仗，不仅是一个攻坚仗、歼灭仗，而且是一个“团结仗”；只有与兄弟部队团结好，协同配合好，才能取得最圆满、最彻底的胜利。第六纵为了使刚刚急行军3天由北线赶来的“洛阳营”及时参加战斗，减少伤亡，自己冒着敌人火力拦击，为他们修筑了正规的野战工事，沿敌阵地由东北绕向西南的孤形冲锋出发堑壕，一直挖到距敌七八十米处。兄弟部队的倾力支援，深深地感动了“洛阳营”指战员，极大地鼓舞了他们的斗志。他们决心首先打进去，砸烂“老虎团”。第六纵的旅团首长与“洛阳营”首长共同研究了突击点和协同动作，建起了联合指挥机构，“洛阳营”由兄弟部队的团首长指挥。
1948年11月14日下午4时多，南集团10多门大炮和数不清的土造炸药抛射筒对准敌野堡工事开火，随着每一发炮弹爆炸敌阵上空就有烂衣碎肉、木料泥石飞溅起来。轰击1个多小时后，两营突击队同时发起攻击。“襄阳营”方面，因他们攻击准各早，敌人防御较“洛阳营”方向更为严密。从攻三角堡到突破圩墙，战斗一直十分激烈，抛射的炸药像闷雷一样怒吼不停。冲在最前面的第一连第二排在突破口内打退敌人两次猛烈反扑后，仅剩下刘乃江、庄金凤、李正全3人，且是3个班的，弹药也很少了。小战士李正全主动提议由老战士刘乃江任班长。刘即集中炸药、手榴弹，掩护他们2人收捡双方尸体上的弹药，对付敌人的再次反扑。当弹药全部打光后，他们毅然端起刺刀冲进敌群……就在这千钧一发时刻，后续第二连第二排攻了上来。
“洛阳营”方面，“红一连”第三排扑向三角堡，第一排径直扑向敌核心据点，第二排随后跟进。突击连攻上去后，教导员孙启明把卜壳枪一挥喊道:“二连同志们，跟我上！”右前方三角堡的密集火力遮断了第二连的冲锋道路，也封锁了“洛阳营”冲锋出击堑壕出口。我炮火及时跟上，压住敌人火力，掩护第二连继续攻击。就在这时，孙教导员中弹倒下。他话都说不出了，还艰难地抬手指“襄阳营”方面，仿佛是提醒大家不要忘了战斗决心:首先打进去，最有力地支援兄弟部！张明营长马上命令第三连干掉三角堡，保证后续部队继续投入。
就在“襄阳营”第二连第二排以集束手榴弹反击敌人的疯狂反扑时，沿南墙向西攻进的“洛阳营”第一连第一、第二排，同他们会合了。他们合力打退敌人的反扑，并向溃退的敌人展开追击。敌人虽被包围，但仍拼命挣扎。“洛阳营”第二连“陈金合班”战士李景坤，迂回到敌人背后，一把抓住敌人机枪，而机枪手不知死活，仍在扣板机。一个战士掐住敌炮手的脖子，可他还是把手里的炮弹装进炮膛。有的敌人竟同我军拼刺刀，但他们哪是英雄健儿的对手，为人民而战的军队是不可战胜的！负轻伤的毫无顾忌，仍与敌撕打成团，负重伤的坚持不下火线。17岁的小朱东左臂被打断，就用一只胳膊投掷手榴弹。
不管“老虎”怎样咆哮、反扑，“洛阳营”、“襄阳营”犹如两把锋利的尖刀，同时插入其腹心，不一会“老虎”即现了原形，据点里和“洛阳营”第三连方向押下了几十名俘虏。又过了十几分钟，插向敌核心据点西北角、断敌后路的第三营第九连，发出胜利占领敌阵地的信号，随之，我军强大炮火延伸支援，炮弹遮天盖地揳向敌兵团部与据点之间，构成一道不可逾越的火墙。随着炮火，我两只铁拳将“老虎团”砸得稀烂，除敌团长孟述美被打成重伤逃回军团部外，全部被歼。整个战斗仅用了1个小时。
黄维的最后一道防线被我突破，敌兵团部与十八军第十一师师部驻地小马庄、第十八军军部驻地双堆集的交通，均被我火力截断，小马庄直接遭到我军攻击，枪弹像裂帛似的在兵团掩蔽部上空呼啸，炮弹也在附爆炸。黄维、胡琏、吴绍周瑟缩在掩蔽部里一筹莫展，第十二兵团已经到了最后弥留阶段。
杜聿明集团被包围后，黄维知道自己劫数难逃，即派副司令官胡琏乘飞机去南京向蒋介石汇报战况，并嘱咐他留在南京保全下，为兵团“料理后事”。可是三四天后，蒋令胡飞回双堆集，要黄维突围，“不要管杜聿明也不要指望李延年”。黄对这一指示感到莫明其妙，认为老头子对徐蚌会战的部署方寸全乱了。他认为，在解放军重兵包围下自行突围，后果不堪设想，至少要有空军的有力掩护，否则宁可坚持下去，打一天算一天，以免杜聿明立即跟着垮台。可是，解放军迅速向前推进，所占地方越来越小，就是再抵抗几天，也无力挽回全军覆没之命运，于是求蒋介石派大量空军以凝固汽油弹，在规定的时间和区域实施大规模轰炸，造成火海，以掩护残部突围。蒋决心要黄于15日白天在空军施放国际公法禁止使用的靡烂性毒瓦斯炸弹（甲种弹）和窒息性毒瓦斯炸弹（乙种弹）配合下突围，并给黄增投了催泪性瓦斯投掷弹、迫击炮弹，令地面部队大量使用。黄认为白天无法突围，确定于黄昏突围，蒋认为黄昏后空军无法配合，双方争执不下。“老虎团”被解放军消灭后，黄维认为危在旦夕，遂决定于黄昏突围。他一面电报蒋介石和空军总部，要求予以配合，一面令部秘密进行突围准备。
蒋介石坚决不同意黄维黄昏后突围的决定上午9时多，他派空军副总司令王叔铭飞临双堆集上空严厉地命令:“不能照计划实施！”黄维认为“将在外君命有所不受”，气急败坏地说:“你不准照计划实施，我只好自己断然处置！”他决定采取“四面开弓，全线反扑，觅缝钻隙，冲出重围”的计划突围。他断定解放军攻击重点是在南面与东南角，目的是阻挡国民党军向蚌埠逃跑，而西、北两面是解放军后方，除直接围攻的兵力外，二线梯形配备的兵力必然不多，于是将突围方向在西北东三面。兵团部、第十八军第十一师及第四快速纵队由小马庄向西，第十八军部、直属部队，第十八师向西北，第十军第七十五、第一一四师向东，第十八师向东北。各部突出后，第一集结地为蚌埠以南，第二集结地是滁县。在野地上露营的近万名伤兵无法带走，只好扔下不管。
黄维的所谓突围，实际上是四散窜逃。突围令一下，全军就陷入一片混乱之中，有些部队不等黄昏即争先恐后逃命。黄维和司令官胡琏、副司令官兼第八十五军军长吴绍周怕乘战车在夜间无法行动，下午4时令第十八军第十一师及战车部队向西突围。前卫刚打开一个缺口，他们3人的战车就冲了出去。但仅有胡琏逃脱。
黄维的战车行至南平集东南二三公里的大周庄时，被我军打坏，不能动弹。他只好下车夹在溃兵中乱窜，可是到处都是捉拿溃的解放军，知道无法逃出，就戴上一顶钢盔，换上一身草绿色细布军装，卧在麦田。他平伸着两手，撅着屁股，就像要钻地一样。不一会儿，即被前来搜索的某部特务营通讯员傻小六、范介明俘获。战士问他是干什么的，他吞吞吐吐地答道:“我叫方正馨，江西弋阳人，第十四军军部上尉司书。”战士们把他押到俘虏收容所后，才看清他的真面:光滑的头发，白晰的圆脸，短短的胡须，右脸上长着一颗小黑痣。这些，都与政治部知里所描绘的黄维的特征相一致。我战士严加审问，他的手不停地打颤，回答一句话，要迟疑好久。他说他是今年10月在河南确山入伍的，自民国十七年就当小学教员问他还干过什么，他慌忙地说:“我当了6年小学教员，1年科员，以后就人伍了。”我战反问他:“你不是说今年10月才入伍的吗？其他时间都干什么？”黄维露了破绽，打了自己一个耳光后连连说:“我糊涂，我糊涂！”问他上尉司书一个月多少饷，他回答说70多元，到底七十几元，他回答不出来。随后，他写了一张“如姓名职别不符愿受枪毙”的证书，并且厚着脸皮说:“我还能胡说八道吗？我还能卖了姓名吗？
我摄影员来给他照像，他吓得面色惨白，脸上肌肉都颤抖起来。战士们找来俘虏认证他，他说:“这些人我一个也认不得，他们没有一个认得我。”但最后被在宿县新解放的战士、原黄维的马夫李永志指认了出来。“上尉司书”知道瞒不过，只好在俘虏登记册上签下这么一行字:“黄维，第十二兵团司令官，陆军中将，41岁，江西贵溪人，黄埔一期毕业。”他在临逃前曾向军医要了一大包安眠药，准备在不能脱身时自杀，但被俘后他又不想自杀了。在中国人民解放军俘获的所有国民党战犯中，黄维的思想要算最顽固的了。他抗拒改造，认定共产党的宽大改造策只不过是欺骗宣传，直到党和国家最后全部特赦在押战犯时，他的思想仍有问题。党和政府对他的教育改造费了很大苦心，格外地下了功夫，最后终于把他改造过来。1975年，当他拿着中华人民共和国最高人民法院发给的特赦通知书时，禁不住失声痛哭来。之后，他被国家安排担任全国政协常委、文史专员职务。
吴绍周乘坐三号战车，紧跟在黄、胡后面出，但在渡玉皇庙附近小河时，黄、胡战车将浮桥压坏，他的战车无法通过。他冷静想，自己带领的第八十五军大部投了共军，仅剩下自己光杆一人，即使回到南京也不可能有活命，与其回去送死，还不如坐待被俘。于是，他与随从卫士在玉皇庙门口等待放军到来，随后，我军搜索部队到达，他即缴枪投降。
第十八军副军长兼第十一师师长王元直逃出重围5公里多，见四面都是解放军和民兵，无隙可钻，即到一小河边掬水吞下十几片安眠药，晕倒在地，经我军战士发现救活。
兵团部及第十一师提前突围，在双堆集的第十八军军长杨伯涛不知道，仍按命令时间突围，因等得不耐烦，出掩蔽部了望，只见西面人声枪声嘈杂，烟尘蔽天，这才发现黄维他们提前跑了。他毫不怠慢，带领残部外突，但我军严阵以待，他与第一一八师师长兼快速纵队司令尹钟岳督队冲杀，但碰来碰去找不到一条空隙，于是令事先选的一个“最勇敢”的营长率部杀开一条血路，但这个营长一上去即被打死，部队无人指挥，造成混乱。此时，后面我军已冲进双堆集，“缴枪不杀”声响成一片。前进不能，后退不能，情急之下，二人带着一群乱兵折向西面第十一师方向，企图跟着后尾逃出。可是，第十一师已完全崩溃，迎面遭到解放军痛击，复调头回窜。杨伯涛见突围无望，扔下部队，只身跳进附近小河中，仅露着脑袋。12月天气，水冰冷刺骨，他感到很不是个滋味，便挣扎上岸，走不到100米，斜刺里冲出一队解放军将他扭住，送往指挥部给他烤火烘衣。他也不隐瞒身分，自报职衔。我第十三纵司令员廖海光接见了他，告诉他不要害怕，解放军优待俘虏。尹钟岳也未能逃脱，混在乱兵中我查出。作为国民党军五大主力之一的第十八军，自南麻战役后又挣扎了1年又5个月，终于在双堆集写完了自己的“光辉历程”。至此，敌五大主力仅剩下一个第五军还未消灭，但也陷入华野陈官庄重围，全军覆没也只是时间问题了。
向东北方向逃跑的第十军第十八师师长尹俊带少量残余，从小王庄打开一个缺口突出重围；军长覃道善率第一一四师残部随后跟进，但我军已将缺口堵死，其官兵全无斗志，纷纷投降，覃道善与师长夏建勣一同被俘；第七十五师师长王靖之从东面突围，被我军打成重伤俘虏，我军派担架将他和所有伤兵送到蚌埠附近，放回。
黄维兵团主力第十八、第十军已全部报销，第十四军在突围前已被消灭，第八十五军自廖运周率第一一O师起义、黄子华率第二十三师及第二一六师、军直各一部投诚外，残部已所剩无几，且毫无战斗力了，军长吴绍周随兵团部突围被俘，副军长张文心也不管他的残兵败将，带着第二十三师副师长卓铭等躲在一个伤兵掩蔽部里。15日下午，张文心听说兵团决定突围，但未接到突通知。4时许，第二一六师团长王铁山向他报告说，黄维等早已逃跑，张怕国民党空军轰炸阵地，即转移到阵地前沿一掩蔽部，解放军一到，他就上前报到，旋即被送往一个纵队司令部。
这样，黄维兵团这支由国防部直接指挥包五大主力之一第十八军的部队4个军约12万人，从国防部战斗序列表上消失了。军师以上军官，除第八十五军第一一O师师长廖运周起义，第二十三师师长黄子华投诚，第十军第七十五师师长王靖之负伤后被我军送回，兵团参谋长萧锐因战役期间患病送往蚌埠漏网，兵团副司令官胡琏、第十四军副军长谷炳奎、第八十五师师长张用斌、第十军第十八师师长尹俊逃脱外，兵团司令官黄维、副司令官兼第八十五军军长吴绍周、第十军军长覃道善、副军长王岳，第十八军军长杨伯涛、副军长兼第十一师师长王元直、第八十五军副军长张文心，第十军第一四师师长夏建勣，第十四军参谋长梁岱、第十师师长潘琦，第十八军第四十九师师长何竹本、第一一八师兼第四快速纵快司令尹钟岳被俘。第十四军军长熊绶春被炸死。
黄维兵团土崩瓦解后，蒋介石在给杜聿明信中，责怪黄维不听他的话，擅改白昼突围为夜间突围，致使空军无法使用剧毒毒气弹掩护，是自找灭亡。
当天晚上，邯郸人民广播电台向中外宣布一胜利消息。该部覆灭，是蒋介石在“徐蚌会战”中继第三绥靖区起义、黄百韬兵团被歼后遭到的又一次致命打击，使他摇摇欲坠的反动统治又失去了一根有力支柱。为此，敌国防部长何应钦引咎辞职。
我军围攻黄维时，中野第二纵、华野第六纵和后期参战的华野渤海纵队第十一师及地方部队，在蚌埠西北以一当十，节节抗击由蚌埠北援的李延年、刘汝明兵团9个师十几天，迫使其每天仅爬行一二里，到黄维兵团全部被歼时，距双堆集还有多半路程。黄维完蛋后，该敌跑的倒不慢，在12月16日一天内就窜到淮河以南。被华野围于陈官庄的由徐州撤退南援黄维的杜聿明集团，自11月15日连续向南突围，我一面阻击，一面紧缩包围圈，将其2个兵团8个军20余万人，紧紧包围在东西10公里、南北5公里地区内苟延残喘。
黄维被歼后，淮海战役第二阶段结束。在一阶段，我军解放了战略要地徐州及淮阴、淮安、宝应等城，歼灭了黄维、孙元良两兵团，重重包围了邱清泉、李弥兵团，阻住了李延年、刘汝明兵团的北援，大量消耗了其有生力量，并迫使李延年、刘汝明兵团及第一绥靖区退往淮河以南。我军围攻黄维兵团，促成了杜聿明集团南撤被围、孙元良兵团被歼，我军收复徐州；歼灭黄维兵团，又最后孤立了杜聿明两个兵团，造成了迅速全歼杜聿明集团的大好形势。因此，这一阶段是整战役承上启下的关键。
