“敌野战阵地以各集团家屋为基点构成支撑点，每个支撑点均采取子母堡式交通壕散兵坑，散兵壕内外连接，并将各村庄之间空地普遍修筑野堡式的阵地，形成犬牙交错、纵横贯通、蜘蛛网式的以堡垒群为骨干的野战阵地。敌人4个军8个师9万多人即依此集中守备于碾庄周围10里的狭小地区，使我困难实施揳入分割、各个解决之态势。敌军在战术上以上述阵地为依托，分区固守，逐村逐屋逐堡顽抗。并组织炮火协同白天空军大量轰炸摧毁我之攻击阵地，掩护其步兵反击。尤以六十四军（广东军）守备比较顽强。善于避开我之炮火轰击（散兵坑多，房内均修了地堡）与小组炮破，地堡里面不放部队，主要部队放在两侧之散兵壕内隐蔽，待我爆破组接近爆破时，由两翼遂行小部队反击，捕歼我小部队。待我占领某一小村庄后，适时集中炮火，乘我初占阵地立足未稳之际。实施集中轰击，使我无法控制该点为进攻依托。”
尽管黄伯韬的防御部署在初期发挥了作用，但是这个部署是建立在固守待援的基础之上的，固守待援的部署，一是要能够固守，二是能有效地增援。
黄伯韬一方面希望实现增援，另一方面又怀疑增援的实现，如果增援得不到实现，那么固守也是不可能的。然而，黄伯韬还是表面装着镇静，安慰部下：“不要紧的，邱清泉不来救我们，杜聿明是支持我的，还有孙元良、李弥两个兵团，都和我们互相援过，只要我们守得住。”黄伯韬死心踏地地做着固守待援的准备。
歼灭黄伯韬兵团经过
11月11日，华野完成对黄伯韬兵团的包围。为加快围歼黄伯韬兵团，11日晨7时，粟裕又调整了围歼黄伯韬兵团的部署：
十纵除以1个团左右兵力位于茅村镇、荆山铺一线，积极向徐州郊区佯动外，主力控制于李家井、侯集、古山集、大张圩至不老河一线，构筑工事，以全力阻击由徐州可能东援之敌，务必于11日24时前完全进入上述地区，并以炮火封锁徐州飞机场。
十一纵应即占领自李家井（含）南经杏埠、林佟山至邓家楼、范家湖一线阵地，构筑工事，阻敌西援。江淮军区两个旅归十一纵首长指挥，应开徐州东南郊飞机场及向徐山村一线进击，以积极动作逼迫徐敌无力东援，辅助正面阻击。十一纵归十纵宋时轮司令员和刘培善政委指挥。
淮海前线我军某部的六○炮阵地
七纵即位于大许家南北至单集一线，准备而后沿铁路南北向东攻击。在十纵未到之前，除堵击黄伯韬兵团西逃外，并以有力一部阻击可能由徐州东援之敌。
六纵即进至单集（含）、顺和集一线，准备由南向北攻击。
十三纵由夏河圩以东至大同山、景墩一线，准备向南攻击。
四纵准备由景墩（不含）以东至秦家楼、碾庄圩一线，由东北向西南攻击。
八纵应沿铁路南北，由东向西攻击。
九纵全部渡过运河后，即沿顺和集（不含）、杨家集、吕圩、四里庄一线，由东南向西北攻击。
二纵、十二纵和中原野战军十一纵进至房村、双沟、阳山之间地区待机，应准备侧击可能由徐州东援或南下之敌，并以十二纵首先肃清双沟、睢宁孙良诚部。
鲁中南纵队11日晚仍暂在堰头待机，特种兵纵队于桥修好后即西渡运河进至运河车站附近待命，一纵于11日晚继续攻歼窑湾之敌。
为保障有效指挥，粟裕责成谭震林、王建安迅速移至不老河边统一指挥七纵、十纵、十一纵及十三纵，责成陈士榘随九纵西进，统一指挥四纵、六纵、八纵、九纵。粟裕率野战军司令部于11日晚进至运河边，继续跟进移至古、邳以西地区指挥。
粟裕的命令下达后，毛泽东11日9时致电刘伯承、陈毅、邓小平和粟裕等，提出关于围歼黄伯韬兵团及今后作战部署的意见。
毛泽东指出：“黄伯韬五个军十个师似已被我全部包围，没有跑掉。邱兵团因误认我华野有6个纵队从鲁西南方面向他前进，又受中原四纵一个打击，估计该敌不敢移动。李弥兵团因徐州空虚，刘峙令其迅速撤救徐州，置于徐州、引河之间，防御冯治安及我从临韩南下部队，估计数日内亦不敢动。刘峙受冯部叛变之震动极大，不但将李黄仓促西调，又将刚到蒙城之孙元良调回宿县（估计本真日可到），又将刚到蚌埠之九十九军调回徐州（估计因徐蚌路近日时有破坏，可能仅到宿县附近，请刘陈邓注意侦查）。刘汝明之六十八军估计已到蚌埠，五十五军则因一八一师受我围歼，尚在萧县地区徘徊。刘峙似已要该军即在萧县守备，应付我军从西南对徐州之威胁，但刘峙对该军必不信用，调九十九军到徐州，似即为向五十五军防御。九十九军如未到徐，则李弥还需兼顾五十五军。此间日内即发劝刘汝明、刘汝珍、曹福林率部起义之广播，不但使徐州方面增加对曹福林之顾虑，而且使南京方面增加对蚌埠刘汝明兄弟之顾虑，有可能迫使南京将黄维兵团调至蚌埠一带。”（《毛泽东军事文集》第5卷，第196-197页）
毛泽东指出：“在此种形势下，只要你们歼灭黄伯韬、孙元良两兵团，占领宿县及徐蚌段铁路，徐州就处于被我包围中，就可以准备第二步歼灭邱李，夺取徐州。”“在黄孙被歼，邱李被围的情况下，蒋介石有令邱李向南或向西突围，而令黄维接应他们突围之极大可能。因此在歼灭黄伯韬、孙元良后，粟陈张、谭王李所部，除以一部位于徐州以东外，主力应迅速移至以宿县为中心之徐蚌路及其两侧，中原我军及华野三、广两纵，则应待粟谭到达徐蚌路后，迅速移至永城、商丘之间，隔断黄维与邱李之联系，完成攻徐作战之战略展开。此种部署在歼灭黄孙后应立即施行，时间大约在15日（戌删）左右。”“韦吉率3个纵队从南面迂回西进之部署极好。但第一步应至睢宁地区堵击黄兵团溃兵（估计有很多败兵向该方溃窜），待黄兵团全歼后，再移宿州。”“谭王李指挥之十纵，应迅速南下控制双沟，堵住黄部西窜，并从东南监视徐州。七纵、十三纵于歼灭当面之敌后，亦应向南追击逃敌。”（《毛泽东军事文集》第5卷，第197页）
毛泽东这个电示，不仅指出了如何歼灭黄伯韬兵团的问题，而且预计了战役的进程，把歼灭徐州之敌纳入了计划，从战役设想时的声东击西，变成了击东又击西。并且，毛泽东对战役的胜利充满信心，在同一天发给林彪等并告东北局和各局各前委负责同志的电报中，明确提出了“再有1年左右时间即可从根本上打倒国民党”。（《毛泽东军事文集》第5卷，第202页）
毛泽东这个电文，同时给了粟裕很大的压力，把歼灭黄伯韬兵团的时间定在11月15日左右。11月11日，粟裕率领华野司令部转移到运河以西的议堂。12日，粟裕的司令部又前进到离碾庄圩不到5公里的过满山。面对集结于碾庄圩地区的黄伯韬兵团和由徐州东进的邱、李两兵团。粟裕采用“攻济打援”的战法，以歼灭黄伯韬兵团为主要作战目标，同时争取在阻援打援中歼灭一部分援敌。他的指挥重心首先放在围歼黄伯韬兵团上。
粟裕根据碾庄圩地区利于防御而不利于攻击的情况，决定以5个纵队（四纵、六纵、八纵、九纵、十三纵）组成突击集团，由陈士榘指挥歼击黄伯韬兵团；以七个纵队组成阻援、打援集团，其中以七纵、十纵、十一纵由谭震林、王建安指挥，位于侯集、林佟山至大许家地域，进行正面防御；以二纵、十二纵、鲁中南纵队和中野十一纵，由韦国清、吉洛指挥，逼近徐州东南，侧击东援的邱清泉、李弥兵团；一纵为预备队，位于单集地区。
一纵于11日晚对窑湾之敌六十三军发起总攻后，于12日晨结束战斗，敌六十三军全部被歼。
国民党六十三军被歼，详细情况是这样的：
黄伯韬兵团的六十三军，辖一五二、一六八两个师，原系广东余汉谋系的部队，从前在南京、芜湖一带驻防，战役前不久才来到华东战场，编入黄伯韬的第七兵团。原来的军长是林湛，因为有病，10月份由陈章继任军长。六十三军原来驻守新安镇及瓦窑等地，11月6日奉命从窑湾渡河，担任全兵团左翼掩护。8日上午，全军开始行动，当到达距离窑湾镇还有25里的堰头镇时，华野九纵已尾追上来。9日清晨，华野首先将敌四五四团包围歼灭。当六十三军军长陈章命令该部向窑湾运河上架设浮桥时，华野已占领运河西岸，对架桥部队给予迎头痛击，歼其两个营。陈章见部队西渡运河无望，便率部占领了窑湾及其外围村庄，进行固守顽抗，并向位于碾庄地区的黄伯韬求援。
窑湾，位于运河和沂河汇合处的南面。它的北、西、南三面都临运河，东面是一条两三米高的围堤，外围村庄稀少，一片平地。这里住有3000多户居民，是苏北运河上的重要港口，由于来往船只较多，素有“苏北小上海”之称。
华野一纵、六纵、九纵在陇海铁路南侧追击黄伯韬兵团。九纵首先在堰头镇地区追歼六十三军一部，一纵将敌六十三军主力包围于窑湾镇地区。当时，一纵的具体部署是：一师在东，二师在北，三师在南，分三面包围，进行攻击，同时派出纵队侦察营渡过运河，占领窑湾运河西岸的郭湾庄，用火力封锁河面。
当六十三军军长陈章向兵团司令部求援时，黄伯韬先是命令陈章迅速率部队由窑湾南下，到宿迁过运河铁桥。但此时六十三军已被华野围住，无法南下。接着，黄伯韬又命令六十三军固守待援，并说兵团司令部将派兵援救。可是，黄伯韬兵团很快也被华野包围在碾庄地区，根本不可能派兵去营救六十三军了。11日，黄伯韬只好说：“无法增援”，要陈章“自行处理”。陈章见形势危急，便率领部分部队西渡运河，企图突围。这时，华野已占领运河西岸。国民党六十三军的渡河部队大部分在渡河时被歼灭，军长陈章也在渡河时被击毙。
11日晚，华野对窑湾的敌人发起了总攻。先后突破了窑湾的东门和北门。经过激烈的巷战，华野很快占领了敌人的核心阵地天主教堂，激战至12日凌晨，便将敌六十三军全部歼灭。华野一纵在歼灭了六十三军后，随即渡过运河，向徐州方向攻击前进，进至双沟、许家湾地区为预备队。
与此同时，华野二纵和十二纵于12日进至大王集附近，正逢国民党驻睢宁的一○七军向徐州撤退，华野二纵当即进行追击，将敌一○七军的直属队和二六○师包围。
国民党一○七军，辖二六○、二六一两个师，是原来的伪军改编的。战役发起前原属第一绥靖区，后改为徐州“剿总”的直辖部队之预备队，集结在徐州东南的睢宁和双沟地区，战役发起后，企图退回徐州。
华野二纵司令部限令被包围的国民党一○七军军部和二六○师于13日上午11时半以前全部放下武器。在华野二纵强大的军事压力下，国民党一○七军军长兼第一绥靖区副司令孙良诚来到解放军指挥部，表示愿意放下武器，并亲自签署了命令，让所属部队全部放下武器。当天中午，国民党一○七军直属队和二六○师全部5800多人放下了武器。同时，中野十一纵的三十二师协同华野二纵的四师将逃在前边的国民党一○七军二六一师包围于潘塘南边观音堂地区。敌师长孙玉田下令继续逃跑。华野二纵遂进行了围歼战，激战至14日，将该敌全歼，俘虏敌人2000多名。至此，国民党一○七军全部被歼。
从11月12日开始，华野突击集团对黄伯韬兵团发起猛攻。九纵由南向北攻击碾庄圩车站及车站以南各村的敌四十四军；八纵由东向西攻击碾庄圩以东大垸上、吴庄的敌六十四军；四纵由北向南攻击碾庄圩以北小牙庄、尤家湖的敌二十五军；六纵和十三纵分别由西南向东北、由西向东攻击位于彭庄、贺台子地区的敌一○○军主力。华野各纵不顾伤亡，连续突击，力求实现华野首长提出的速战速决，三五天内歼灭黄伯韬兵团的目标。
华野的攻击战与阻击战同时打响。
粟裕的战法是“攻济打援”。
13日，国民党邱清泉、李弥两个兵团集中了6个师，在空军、炮兵、坦克的掩护下，向华野阻击阵地实施猛烈攻击。
华东七纵、十纵、十一纵采用正面顽强阻击、侧翼积极出击的战法，在徐东地区进行了英勇的阻击作战。徐东阻击战是华东在淮海战役中规模最大、战斗最激烈的一次防御战，是围歼黄伯韬兵团作战的重要组成部分，它的胜负直接关系到能否歼灭黄伯韬兵团。
邱清泉兵团、李弥兵团增援部队出发地，东距碾庄圩地区仅40公里，华东阻击部队只能在东西30公里的地区内实施防御。这个地区，除南面有鼓山、狼山等标高约200米至300米的小山头，北面有一标高100米的小山头外，全是平原开阔地带，有利于坦克活动。根据地形的特点，华东阻击部队依托山头、村落，构筑了几道阻击阵地，采用有重点的纵深梯次配置，进行坚守防御。
在阻援打援兵力使用上，华东的部署是：正面抗击，侧翼出击，左右牵制。在邱清泉兵团、李弥兵团6个师向碾庄圩攻击前进时，我苏北韦国清、吉洛兵团向徐州东南揳入行动，直接威胁邱、李兵团与徐州的联系，使得邱、李两兵团不敢放胆向碾庄圩增援。
由于华东实施了正确的阻援策略，因此，尽管邱清泉、李弥两兵团6个师在蒋介石的严厉督促下猛烈地攻击前进，但13日整整一天向前推进仅2至4公里，远远没有满足蒋介石的要求，于是蒋介石于13日和14日连续电令刘峙和杜聿明：“倾全力东援，星夜挺进，务于本夜到达碾庄。”在蒋介石连电督促下，杜聿明也想出了正面进攻，侧面迂回的战法，还加强了1个师的攻击力量。
毛泽东和中央军委曾设想在11月15日左右歼灭黄伯韬兵团，因此在我军对黄伯韬兵团展开全面歼击后，于13日、14日连续6次电示粟裕等，就围歼黄伯韬兵团和阻击打援提出意见。毛泽东13日的电报说：“请粟陈张考虑是否可以韦吉兵团早日西移宿县，与中原各纵会合，以便数日后中原各纵西移永城，对付黄维。”“现邱清泉正在向东增援，请粟陈张酌量对黄伯韬各军被歼情形，当黄部将近全歼之际，让邱清泉向东深入大许家、曹八集，以便将邱兵团包围，使其跑不掉，然后徐图歼灭之。”
