蒋介石为挽救徐州国民党军的厄运，即令黄维兵团和李延年兵团驰援徐州，并令刘汝明兵团迅速恢复徐蚌交通，以接应徐州杜聿明集团南逃。为了迟滞孤军冒进的黄维第12兵团的行动和创造歼灭该兵团的条件，人民解放军中原野战军在沿线不断以机动防御予以阻击，并于11月25日将黄维兵团共12万人，全部包围千宿县西南双堆集地区。为解救黄维兵团，蒋介石令徐州和蚌埠国民党军南北对进，打通津浦路，救出黄维兵团，而后撤到淮河南岸。但在解放军的顽强阻击下两路援军均遭失败。黄维兵团的突围企图，亦因第85军第110师战场起义和第23师放下武器投诚而彻底失败。12月13日，解放军集中中原野战军全部和华东野战军一部向黄维兵团发起总攻，激战至15日，全歼敌12兵团10万余人，生俘兵团司令官黄雄，一取得了淮海战役的关键性胜利。