黄维拒绝投降。
  12月15日17时整，我备集团部队发起最后攻击。信号弹划破天空，炮声震撼大地。我南集团中野六纵队锐不可挡，连克敌阵，迅速突破敌人双堆集核心工事。我东西集团穿过敌人的火网，越过敌人的堑壕、地堡群组成的阵地和用汽车筑成的防线，向南集团会合。3 股铁流很快会合在一起。敌人的指挥中枢被摧毁。无数蓬头垢面、衣衫褴楼的敌人从冒浓烟的地堡里爬出来，向我军举手投降。有一股敌人企图向西面突围，被堵住全歼。我军战至15日夜11时左右，围歼战基本结束。敌兵团司令黄维、副司令兼八十五军军长吴绍周被活捉。敌兵团副司令胡琏只身逃脱。至此，国民党军队主力兵团之一的黄维兵团12万人，除少数漏网外，全被我军歼灭。淮海战役第二阶段胜利结束。
  淮海战役第二阶段，自11月23日至12月15日结束。在这一阶段中，中野和华野紧密配合，协同作战，完成了全歼黄维兵团的任务，并将杜聿明集团的3 个兵团包围在永城东北青龙集、陈官庄地区，歼灭了突围的孙元良兵团。
  12月18日，党中央向参加战役的全体指战员发出贺电，指出：“你们继淮海战役第一阶段的伟大胜利之后，又取得了第二阶段的伟大胜利。自11月23日至12月17日止，你们解放了战略要地徐州，全部歼灭了国民党最精锐兵团之一的黄维第十二兵团4 个军10个师及1 个快速纵队，生俘该兵团司令黄维、吴绍周，争取了黄维兵团一一○师廖运周部起义，包围了由徐州向永城方向逃窜的杜聿明部邱清泉、李弥、孙元良诸兵团，并歼灭该敌三分之一以上，给予从蚌埠向北增援的李延年、刘汝明请兵团以严重打击，迫使其向淮河以南回窜，从而使杜聿明完全孤立于永城东北地区，粮尽援绝，坐以待毙；同时，又解放了淮阴、淮安，攻克灵壁，使淮河以北全境除杜聿明部所据永城东北地区之小块据点以外，均获解放，对于今后的作战极为有利。凡此伟大成绩，皆我英勇将士努力奋战，前后方党政军民一致协作的结果，特向你们致以热烈的庆贺与慰问之忱。尚望团结全体军民，继续努力，为全部歼灭当面敌军而战。”
  黄维兵团的被歼灭，在南京国民党统治集团中，引起了极大的震动，失败主义情绪笼罩整个国民党统治集团。李宗仁后来说：“民国37年（1943年）12月中旬，徐蚌会战己近尾声，中共全盘胜利势成定局，京、沪震动，
  人心惶惶，阴沉气氛弥漫全国。至此，蒋先生固然感到大势已去，国内许多民意机关，甚或统兵作战的高级将领，也都认为内战前途无望，希望政府在犹有可能之时，与中共恢复和平谈判。“
  黄维兵团被歼不久，12月25日，国民党华中“剿总”总司令白崇禧，利用对蒋介石当时的不利形势，向蒋提出“和平解决”的主张，目的是逼蒋下台，提高桂系地位。在白崇禧的指导下，国民党湖北省参议会通过致蒋介石电，警告蒋介石“如战祸继续蔓延，不立谋改弦更张之道，则国将不国，民将不民”，要蒋介石“循政治解决之常轨，寻取途径，恢复和谈”。蒋介石在军事上遭到致命打击，又受到美国和桂系势力的内外催逼的情况下，遂不得不于1949年元旦发表求和的声明。这是后话。
  黄维兵团被歼前后，中国的军事形势发生了巨大的变化。
  在东北，我军取得了辽沈战役的胜利，全歼了国民党卫立煜集团。在中原和华东地区，淮海战役的第二阶段已经结束。徐州“剿总”的5 个兵团，已被我军歼灭了3 个，剩下的两个也已被我军紧紧包围，歼灭了一半，其余一半即将被歼。在华北，傅作义的60万兵力，有的已被我军包围，有的正处在被包围之中。在西北，胡宗南的部队被牢牢粘在了西安地区。在华中，白崇禧的手中还有一些部队，但有的被我军牵制，有的蒋介石是使唤不得的。
  情况危急，蒋介石只好改变其军事部署。 12 月16日，即黄维兵团被歼的第二天，蒋介石令李延年兵团后撤，不敢再逞强去救援被共军包围的杜幸明兵团。徐州“剿总”司令刘峙，则由蚌埠移至滁县。杜聿明兵团的命运危在旦夕。
  杜聿明是在淮海战役开始前，被蒋介石硬逼到徐州，辅弼刘峙与共军作战的。
  杜聿明这年40岁，但看上去要比实际年龄大些，这大概与他多年受着胃溃疡、肺结核等疾病的折磨有关。他身材消瘦而仪表威严，体质赢弱而气字轩昂。他出身于书香门第，但于的是行伍事务，所以，他是一个被传统礼教和战争洪流雕塑出来的具有多重性的人。
  国民党的气数不长，精明的杜聿明看出了端倪。但因为他是一个军人，并且忠实于蒋家王朝，蒋介石交重任于他，也只好知其不好而尽力为之了。
  在人民解放军的强大攻势下，使得国民党的“群星”实在是暗淡无光。
  黄伯韬自杀，黄维被活捉，杜聿明的命运也凶多吉少。他的30万人马早已被共军围得水泄不通。
  水泄不通，主要指地面，因为当时共产党的军队还没有能力控制天空。
  在黄维兵团即将覆灭之际，杜聿明坐飞机飞回南京，参加由蒋介石主持召开的军事会议。会议期间，和蒋介石在小会议室进行密谈，力陈徐州不保，三十六计走为上。蒋介石终为杜聿明的陈述所动，同意放弃徐州，向南逃跑。
  杜聿明要逃，粟裕早有预料，而且两人考虑的路线极其一致。
  开完会议，杜聿明于当日又飞回徐州，向徐州“剿总”刘峙报告了蒋介石的指示。随后，即用飞机将总部人员运到了蚌埠。徐州机场拥挤不堪，连刘峙本人也是到第二天才飞到了蚌埠。
  徐州“剿总”存有大批军用地图和档案材料，补给司令部还有大批武器弹药、库存被服用具和粮食。杜聿明下达命令；地图档案由参谋人员负责于12月1 日午前烧毁，武器弹药由火车站运至黄口车站，另候处理；其它物资
  发给各部队尽量携带。随后，杜聿明率指挥部小部分人员急急忙忙撤离徐州。
  一路上部队、车辆、人马乱糟糟地拥塞了道路，绕道凤凰山便道，好不容易才在黄昏时到达王白楼。
  发现杜聿明要逃，粟裕立刻下达命令追赶。他命华野主力一部沿陇海路向徐州急进，除留一个师控制徐州市外，大部分兵力仍向萧县跟踪追击；一部由阳城地区直插老祖楼，堵截逃敌；一部从徐州以南地区围向西北，尾敌侧击而追；另一部沿宿县、永城公路急进。此外，又布置了第二线截击和第三线迂回部队。各路大军全部轻装，兼程急进，一个劲直追，追上就打，两三天内歼灭逃敌2 万余人。
  杜聿明的汽车开开停停，越往前走，道路越堵塞。他不得不丢弃汽车，跛着一条被日本鬼子炸伤的腿，在卫士的搀扶下，步履艰难地向永城方向急逃。第三天到达孟集。而就在此时，忽然接到一封空投的蒋介石的亲笔手谕，命他迅速令各兵团停止向永城前进，转向濉溪口方向，协同由蚌埠北进之李延年兵团，南北夹攻共军。
  蒋介石让杜聿明停止逃跑的目的，是为了解救当时处于绝望之中的黄维兵团。
  杜聿明见蒋介石决心有变，十分气恼，明眼人都知道，黄维兵团救也是亡，不救也是亡。现在杜聿明手中的30万大军，逃跑才是求生的唯一出路，如救黄维兵团，则会一起走向灭亡。
  但杜聿明哪敢自作主张。如果按原计划继续撤退，将会被蒋“军法制裁”。
  杜聿明接到蒋的手谕后，心烦意乱，但又一时下不了决心。于是，只好命令部队停止前进，就地待命。通知各司令官到司令部商量决策。
  到了此时，各路诸侯各说各的理，会议一开，司令们吵得一塌糊涂。
  这样，由于讨论对蒋介石手谕的态度，一下子就在此耽搁了10几个小时。到翌日拂晓，杜聿明就是敢违抗蒋介石军令再继续逃跑，也没有机会了，因为紧追快赶的华野各路大军已杀将上来，将其全部合围于陈官庄地区。
  逃跑的可能没有了，只有向蒋介石求救。杜聿明频频向蒋介石呼救，要求“请空军积极助战并空投粮弹”。
  蒋介石回电说：“无粮弹可抽，着迅速督率各兵团向滩溪口攻击前进。”
  杜聿明的各路部队走投无路，军心动摇。邱清泉大骂：“国防部混蛋，老头子也湖涂，没有粮弹，几十万大军怎么打仗？”
  杜部被围，华野代司令粟裕甚为满意，下令部队向杜部发起攻击。粟采取的是攻击东北，守备西南，先打弱敌，再歼强敌，逐步前进的方针。
  杜聿明此时只好听天由命，硬着头皮顶着了。他采取的是三面掩护，一面突击，逐次前进的战法。
  战至6 日，敌阵地到处被突破，邱清泉打得最卖力，但也毫无办法突破铁桶般的包围。见此状况，杜的各路大将似乎都泄了气，邱清泉、孙元良哀求杜聿明快拿出别的解救高招。杜聿明哭丧着脸说：“三天以前还有，今天我也是江郎才尽了。”
  他们左思右想，决定分散火力，多头突围。邱清泉兵团开始向南猛攻，孙元良兵团开始从西北方向冲杀，李弥兵团向西突击。但不管敌人怎样拼命攻打，华野的包围圈不但不见破，反而越收越小。孙元良在受到解放军攻击时，从吉普上滚到地下，从人缝中溜走，只身逃了个活命。