毛主席指挥的战役，有一个共同的特点，集中优势兵力，以多打少，围点打援，分割包围，攻心为上，中心开花。伟人特别擅长三十六计中，不战而屈人之兵的攻心战，能够擒贼先擒王的，就绝对不打弱旅。
在东北战场上，是先打长春还是打锦州，伟人跟101曾经有分歧，而事实上还是毛主席判断正确，蒋介石与锦州守军，做梦都想不到，不打容易打的长春，而舍近求远，去打难打的锦州，可以说，取得了出其不意，攻其不备的先机，掌握了战争的主动权。
打孟良崮战役的时候，毛主席也是先围歼蒋介石的心头肉七十四师张灵甫，张灵甫的自杀，给汤恩伯集团军以极大的震撼，令国军信心大挫，而我军歼灭强敌，士气因此大涨，所以说挽弓当挽强，擒贼先擒王。
在最关键的淮海战役中，粟裕将军在以毛主席为主的指挥下，百万军中取上将黄百韬首级于碾庄，碾庄血战，也是淮海战役中最艰苦的血战。也是淮海战役的开局之战。是国共双方主要指挥官之间的信心之战，当粟裕听到黄百韬自杀后，粟裕一言未发，直接累晕过去了。
此战胜，让我军士兵气势如虹，如摧枯拉朽。假如国军胜，那么起码国军将领，一定会信心百倍拼死抵抗，不会不战而败，那么以后双方的每一场战斗都会很难打。
在此战之前，很少有的人觉得能够战胜。蒋介石先生曾经说，八十万对六十万，优势在我，装备齐全，优势在我，消军在此一举！
但是蒋介石不敢把这么多兵力交给能征贯战，擅长排兵布阵的小诸葛白崇禧。而对于白崇禧，曾经有人这样的评价，说他打仗狡如狐，攻如虎，决断能力强。毛主席曾经说白崇禧可以带兵五十万，是国军中难得的将才。可惜的是，蒋介石不敢重用白崇禧，反而用了一个言听计从又贪财的刘峙做总司令。
实际指挥权又重用了没有必胜信心的杜聿明做副总司令指挥，蒋介石，只信任言听计从的人，而不敢重用薛岳与李宗仁孙立人等军中虎将。而蒋本人更是常常亲自指挥，造成军队常常群龙无首，无所适从。
战役开始阶段，在黄百韬已经已经被包围的情况下，草包司令刘峙，仍然下令把李弥的第十三兵团从曹八集撤走，相当于断了黄百韬撤退之路，如果当时李弥不撤走，就不会有黄百韬的碾庄被围，如果李弥邱清泉与黄百韬合军，那么淮海战役鹿死谁手还真的说不清楚。
1948年11月5日—22日，华野与国军第七兵团，十五万对八万，双方伤亡总计超过10万，整个淮海战役，在碾庄血战中，就牺牲了四分之一。
根据的意见，华东野战军于10月5日至24日在山东曲阜召开了师以上干部参加的军事会议，研究制定了淮海战役的作战方案。在这个方案和11月4日下达的《淮海战役攻击命令》中所确定的攻击目标中是找不到碾庄字样的。华野的锋芒所指只有一个，那就是新安镇一带的黄百韬兵团，而在济南战役的时候，粟裕大将，就向中央提出了进行淮海战役的建议，而毛主席一贯对粟裕是非常信任与欣赏的，淮海战役先攻黄百韬，中央毛主席对于粟裕将军的建议，是绝对赞成支持的，这个要顺便提一下。
淮海战役开始之前，一直在营造要攻打徐州的假象，以掩蔽真正的作战目的。这让徐州方面作出了错误判断。11月5日，蒋介石委派参谋总长顾祝同到徐州召开军事会议，部署各部队立即向徐州及徐蚌线上收缩，以防攻打徐州及南下。而如果让李弥与邱清泉与黄百韬部部会合，那么淮海战役能不能打都是问题，这三大主力不仅装备了美德日的先进武器，而且对蒋介石忠诚度非常之高。
淮海战役第1阶段的重点是集中兵力歼灭位于徐州以东新安镇地区的军第7兵团即黄百韬兵团的指示。华东野战军代司令员、代政治委员粟裕决心集中10个纵队的兵力，对黄百韬兵团，实施主要突击，以山东兵团3个纵队向贾汪、曹八集方向实施辅助突击，割裂黄百韬兵团与徐州的联系，并准备抗击由徐州东援的军。而老天似乎在暗中帮助，这时候徐州的七十七军在贾汪起义了，原因大概是：“要清查七十七军腐败官员，导致七十七军内军官军心大乱，不战而败。而第四十四军远在连云港海州，有被孤立消灭的危险。
11月4日，顾祝同、刘峙决定放弃次要城市，集中兵力于徐州、蚌埠间津浦路两侧地区，准备进行徐州大决战。具体作战部署是：原李延年第九绥靖区下属第44军由海州西撤新安镇，归黄百韬第7军团指挥；黄百韬第7军团由新安镇撤至运河以西地区，同时，第100军归入黄百韬兵团。
此时的黄百韬已经准备率部西撤，突然收到刘峙四十四军要归他指挥，要他等待44军一起撤退到徐州的指令，无奈他只能在新安镇就地等待，但是很奇怪的事情是。在等待的两天时间里，黄百韬昏了头并没有在运河上架设起浮桥，当然原因有很多方面，根本原因是，黄百韬曾经向徐州“剿总”刘峙申请总部工兵团支援架桥，但第100军军长周志道因不满被滞留，借口工兵资源分散：徐州“剿总”的工兵团（第1、2、9团及18团某营）同期被其他兵团调用，以及第8军用于不老河炸桥、邱清泉兵团用于铁路维修，因此周并没有组织起人员架桥。
黄百韬为接应海州撤退的44军，在新安镇滞留两天，未优先架桥，错失了撤退的最佳窗口期，黄百韬作为兵团司令未能协调资源，刘峙作为上级未有效统筹支援。有观点认为“三不解”，其实最终的原因是军内部指挥混乱、资源争夺及黄百韬战术犹豫，而非单纯“昏了头”。
虽然四十四军从海州到新安镇只有七十多公里，而四十四军却足足耗费了2天的时间才于11月6日从海州撤到新安镇，原因是跟着四十四军一起撤退到新安镇的还有大量的商人与地主，以及刘峙的部分私盐等大量物资。
为什么四十四军会划归给黄百韬部呢，这就要说到贾汪起义，贾汪起义是1948年11月8日，淮海驻徐州贾汪地区第3绥靖区所属部队，由副司令秘密党员张克侠、何基沣[fēng]率59军、77军所辖38师、180师、132师及37师一个团共2.3万名官兵在运河前线战场起义的，据说是因为发起反官员的行动，引起了部分军官的恐慌，被我地下工作人员说服，而加入了起义，而大部分起义军只换了一个帽子，衣服还是的，经过了一天的说服教育，就直接调转枪口对着曾经的部队。
贾汪起义，如虎添翼，直接使华东野战军山东兵团通过防线直插陇海东线宿羊山、八义集一线，包围了碾庄的第七兵团。11月7日，黄百韬第7兵团五个军十一个师共约十万人开始向西撤退。主力第25、44、64、100军经运河大桥撤退（渡河序列：64军，兵团部，44军，25军，100军），第63军则经窑湾渡运河西撤，担任兵团侧翼掩护。当日晚，兵团先头部队已到炮车地区。由于黄百韬在2天等待中并未在运河搭建浮桥，全兵团只能依靠一座铁桥渡河。
11月8日，兵团司令部和第44、64军渡过运河，但后续部队在经过运河大桥时，由于刘峙的大量物质与数万部队，还有由海州撤退的军民，都要从运河上唯一的大桥通过，人员、车辆、马匹连绵百余里，加上有逼近的消息，在过桥时都争先恐后，互不相让，秩序大乱，有的部队甚至开枪夺路，导致打死、践踏死、掉入运河溺死者不计其数。担任后卫的100军44师，以及25军一部损失较大，必须得说刘峙的贪婪，造成了首战陷入困境。
尽管在渡运河时总共损失约一万余人，但至次日，第7兵团大部渡过了运河。就在同一时间里，担任兵团侧翼掩护的63军原计划从窑湾渡河，但军长陈章骄傲轻敌，行动迟缓，到9日还未渡过运河，直到后卫被消灭才惊慌失措起来，率部急向窑湾撤退。到达窑湾已是夜晚，镇中居民逃避一空，找不到粮食充饥。半夜第1纵队赶到，1纵由于司令叶飞生病由副司令兼参谋长张翼翔指挥，他向粟裕保证由1纵一个纵队单独负责解决63军。
为尽快消灭63军，张翼翔决定以三个师从东、北、东南三个方向同时攻击，扫清外围后不作调整直接发起总攻。9日入夜，1纵就开始外围战斗，63军是仓促转入防御，工事很不坚固，企图逐村抵抗，消耗迟滞。而为缩短作战时间，各部从敌防御薄弱地区大胆突破，直插纵深，迫其全线动摇。经一夜战斗，基本肃清外围，陈章自杀。
在淮海战役中，几十个军长，上百个将军，战败自杀的并不多。但是，第63军军长陈章却是一个。
陈章全军覆没，最后自杀，并非一些人所宣扬的“忠诚”，而是畏罪自杀，1948年11月4日，黄百韬兵团准备撤离海州，下令陈章率63军为后卫。
7日，第63军在新安镇完成掩护兵团主力撤退任务，这时已经攻势猛烈，他应迅速离开，取道窑湾镇渡河。他既不知己，又不知彼，说：“我们广东部队从南方打到北方，没什么了不起。”当军主力都已开走，他把他最亲信可靠的基本团——第456团（他自己当过该团的营、团长而起家，团长李友庄又是他的亲信、同乡兼同学)留下。当看见第七兵团各军后勤人员把仓库搬不走的被服焚烧时，他传令第456团士兵到仓库尽量搬运被服，迟迟不走，贪财害了他。
当他好不容易撤回窑湾镇后，仍然不动。9日，第63军四面被重重包围，已成瓮中之鳖，插翅难逃。陈章还说：“兵法云，置之死地而后生。我们第63军要一战成名天下知。好戏还在后面呀！”
11日晨，第454团团长涂致远报告陈章：“该团阵地右翼突出部头台阵地有几间房屋夜间已被共军攻占。”这是全军最关键的前沿阵地。
陈章命涂致远速派人夺回来，并命炮兵营长李润阶及重迫击炮孔连长开炮把占领的房屋全部轰毁。李润阶说：“近距离不能炮击。”
该团长只好唯诺下去。涂致远派了一名勇敢的排长(该排长原系一名班长，在被俘后，又带一挺轻机枪逃回，被提升为排长)率兵一排，前去巷战，人员太少，却妄图夺回已失阵地。该排长带头逐屋突击，被击毙，由此头台阵地被逐渐占领。
当晚，就对63军阵地发起了猛攻，集中优势炮火轰击窑湾。镇内硝烟弥漫，到处起火。陈章跑到第152师指挥所指挥，不久，电话线已被炮火炸断，指挥失灵。
在混乱中，第186师师长张泽琛首先逃跑，接着第152师师长雷秀民也悄悄跑了。
这个时候，陈章完全不知所措。他的部下后来描述他：“手持手枪，沉默无言，呆如木鸡。”
在部下一再催促下，他于12时才决定突围，结果已经完全没有办法控制部队了，他带着十几个人跑到河边，突然他喊道：“张黑（张泽琛）害我！”举枪自杀，当即一命呜呼。
陈章当初是皖南事变的刽子手，在淮海战役之初，几乎与还没打什么，就全军覆没，他自知罪责难逃，自杀身亡。对于他的死，雷秀民等人后来说：“陈章不会带兵，新安镇不贪那点被服的财，军部就不会被全歼；到了窑湾镇，脑子稍微清醒一点，也不会仗还没打，就全军垮了。几桩失误，全军覆没，他不怕也得怕，畏罪自杀是情理之中。”
黄百韬兵团被围后，徐州国军高层派出邱李兵团16万大军东援，黄百韬依托碾庄的村落、壕沟和工事构建防线，并模仿拿破仑的“团式集中法”进行抵抗，对我军给予重大杀伤。在失败突围时，黄百韬带头手持冲锋枪反冲锋，在小黄庄因为黄百韬被榴弹炮击中受伤，而用自配的手枪自杀勋国，冥冥之中自有天意。
兵团司令带头冲锋陷阵的，在军队中，只有在抗日战争中出现过，是第五兵团司令张自忠抗击日寇，带头冲锋，身中七枪而英勇牺牲，在国共战争中，黄百韬是唯一带头冲锋的，粟裕大将曾经说过，若是兵力一对一的打仗，自己未必是黄百韬的对手。
因为黄百韬清楚自己不是黄埔军校出身，所以黄百韬治军严格，以身作则，率领第25军每逢作战都勇于争先，即使是撤退也要先等其他部队先撤，他才会撤。黄百韬在孟良崮战役中忠实执行蒋介石的命令，拼死救援被包围的张灵甫整编七十四师，最后打到离孟良崮只有一里之地，但是孟良崮已经失守了，虽然最终没能救出张灵甫，其强悍的战斗力也令蒋介石刮目相看。
在豫东战役中黄百韬为救援区寿年第七兵团，猛冲猛打，遭到围攻，在阵地将失守时，黄百韬亲自驾驶坦克冲锋，死守阵地直到援军到达，由此荣获勋章。
华野进攻受挫后，粟裕改变进攻战术，通过近迫作业和分割战术逐步压缩其生存空间，由于国军被围多日，军中断粮，粟裕就让我军蒸馒头与猪肉炖粉条到前线，喊话国军投降，香味飘到对方阵地，很多国军晚上就偷偷的摸过来，经过短暂的说服教育后，马上调转枪口，衣服还是的衣服，就直接投入战斗。
虽然交战双方，都知道双方都是中国普通的农民老百姓，是自己人打自己人，但是谁也不敢先放弃，因为双方后面都有督战队，而且你不打死他，他就会打死你，双方别无选择。
在双方胶着时，粟裕作了重要讲话：“黄百韬是我们华野的死对头。他是皖南事变的刽子手，我们有九千新四军倒在了他的屠刀下。他对山东、苏北人民也欠下了累累血债。们呐！千万死难烈士沉冤等待我们去洗雪。这么多年，何时想起来，我心里就如刀绞，歼灭了黄百韬，我们就给淮海大战的全局争取了主动权！”
粟裕的声音刚落，战士们便热血沸腾地喊道：“消灭黄百韬，报皖南之仇！向黄百韬讨还血债！”粟裕下令，集中所有炮火轰碾庄，让一平方公里不到的碾庄，成为尸山火海，据被俘虏的军官回忆，炮火之下，壕沟与河流中都填满了逃避炮火的国军尸体。
黄百韬感受到前所未有的恐惧，他知道这种炮火打击之下，跟着的一定是的总攻。至12日凌晨，至此63军2个师4个团一万三千余人被全歼。
152师师长雷秀民被俘，186师师长张泽琛在战斗期间化妆逃离战场，一路逃到广州。1纵结束战斗后于13日渡过运河，向狼山前进，参加阻击徐州方面对黄百韬的增援。
其实失败的原因是多方面的，即使黄百韬有诸葛亮之长，也不一定能够逃出生天，实非人力可挽回，就跟现在的美国一样，如果根已经朽烂了，马斯克再爱国，凭一己之力，也难挽大厦之将倾。
就在碾庄交战之前，黄百韬就已经考虑到了撤退之路上的战略重点，距碾庄以西二十里的曹八集的李弥之第13兵团，奉徐州剿总司令刘峙的命令，不等黄百韬兵团来到曹八集，就匆忙撤往徐州，导致黄百韬失去了侧后的掩护。李弥的离开，就等于让大摇大摆地南下，切断陇海线。黄百韬当时心中万分惶恐，连夜驱车赶到曹八集，为了十万人的性命，他委屈求全，低三下四地求李弥和他合作，让曹八集、大许家一线的主力部队不要忙着撤走，他的第七兵团的部队还在过运河，至少还要两天才能过完。李弥干笑两声，耸了耸肩说：“刘老总今天来三次电话相催了。老兄，你多保重，我实在没有很好的方法，我不能不执行上峰命令啊！”黄百韬碰了一鼻子灰回来，一夜噩梦不断。
攻击曹八集，华野代司令员粟裕在电话中下死命令：“不顾一切代价，占领曹八集！”第7兵团司令官黄百韬也抓着电话喊：四十四师“人死绝了，也要给我守住！”
在整个淮海战役中，曹八集是第一个关键点。黄百韬要是占领了这个点，那就打开了西逃的通道，那粟裕精心谋划的淮海战役也就开不了场。而最终把黄百韬的一线生机给彻底堵死的，是华野13纵，粟裕的死命令，正是下给他们的。
13纵1947年秋天才从地方部队升级成野战军，是华野最年轻的部队。他们和华野9纵、东野4纵一母同胞，都是胶东子弟兵。全国各地的兵，公认是东北和山东的最能打，而山东兵又数胶东兵最强悍，因此13纵很快成了华野的后起之秀。打兖州，13纵的攻坚能力令人惊叹；打济南，13纵的风头完全盖过了同属西线纵在接到占领曹八集的命令时，他们距离曹八集还有上百里路，途中还要过运河。尽管困难重重，他们还是按时到达了。纵队司令员周志坚给先头部队38师下命令，哪个团先到哪个团先打，跑得最快的114团便率先向北门发起了攻击。
驻守曹八集的是蒋军100军44师，也就是“荣誉二师”，全是老兵，打仗经验多，能拼命，是很不好打的对手。苏北的村落到处都是水壕，蒋军充分利用了这一地形特点，水壕外设置鹿砦、铁丝网，围墙下修了地堡掩体，各个火力点用交通壕相连接，这对山东部队来说是全新的课题。
战斗过程险象环生。114团1营顺利突破北门，但敌师长刘声鹤组织敢死队反击，很快又封住了突破口。1营陷入重围之中，打得只剩下几十个人，命悬一线营反复突击，好不容易打开了突破口，结果在向纵深发展时被火力死死压制，动弹不得，而突破口上留的人太少，最终守敌3000人被全歼，师长刘声鹤也死于乱枪之下，一说是绝望自杀，结果是人死绝了也没守住，四十四师人员只有三千，但是战斗意志之顽强，在国军中首屈一指，超过七十四师。
黄百韬兵团撤至碾庄一带后，第100军驻扎在碾庄以西，但其44师在掩护兵团渡运河时损失了两个团，仅剩师部直属队和不足一个团的战斗部队，师长刘声鹤认为所部损失太大，无力担负防御，经军长周志道同意就直接撤往徐州休整补充。黄百韬闻讯也未阻拦。该部一路西行于10日下午到达曹八集，同时到达的还有从官湖一带突围出来的李弥兵团第9军3师8团残部。他们分两路向西行进。
此时，华野7纵已自北线穿插到了曹八集以西地区、正与这两支部队遭遇，并迅速将第9军3师8团残部在曹八集西面的大耿庄一带全歼。刘声鹤被迫率44师残部退回曹八集。100军军长周正道得知此情况后，命令刘声鹤就地固守等待救援。100军的44师是被命名为“荣誉第二师”的精锐部队，装备精良，且基本都是作战经验丰富的老兵。他们依仗着李弥兵团此前在曹八集构筑的完备工事进行抵抗。
傍晚，华野13纵114团进抵曹八集，并向镇内发起攻击。激战至半夜时分，114团突击队打开突破口冲入村内。但由于急于向纵深发展而未控制好突破口，后续部队无法跟进，结果突破口被封闭，冲入村里的突击队弹尽被围，全部牺牲。次日凌晨，114团再次发动猛攻，又一次打开了突破口，但很快又被封闭。天亮后，华野13纵主力陆续赶到，下午对曹八集守军发起总攻，至傍晚，终于突入村内，全歼第44师残部约3000人，44师少将师长刘声鹤开枪自杀，可以说第七集团军五个军长，全部是异常顽固的忠于黄百韬！
正是曹八集战斗后，华野才完全切断了碾庄与徐州之间的联系，将黄百韬兵团与徐州主力分割开。当黄百韬兵团撒到碾庄时，鉴于严峻的形势，黄百韬开会研究当时形势，商讨对策。而在这次会上，多数的军官都主张趁共军主力未到，兼程前进，靠拢徐州以防被围，但这时偏偏有个64军军长刘镇湘想要留下来和共军干上一仗，刘镇湘不想走的真正原因却是让人想不到的。黄百韬分配给刘镇湘的阵地是古时候的土山，相传三国时候关羽被曹操围住不得不降的地方就是这个土山，刘镇湘迷信，嫌其不吉利，所以不想走，另外他的64军经过整训后，比较完整，有些战斗力，刘镇湘的意见遭到多数人的反对，但就在大家争论的时候，黄百韬兵团的先头部队四十四师在曹八集被歼，黄百韬兵团给围了个水泄不通，这下想走还走不了了。
机要秘书进来呈上南京国防部急电：七兵团未过运河，便如此凌乱，恐继续西进，被共军尾追，陷于溃散。故令独断专行，迅速决策。如有必要，可在碾庄略加休整，如能击破敌人再走亦可。
黄百韬轻轻放下电报，脑际在快速翻腾：各军匆匆西撤，损失重，本来就是杂牌军人心混乱，确实极需要整顿。再说南下北上如此迅速，自己部队在毫无屏障的陇海线上撤退，很有可能被分割成一段一段。碾庄一带留有李弥兵团修筑的工事，只要对这些还很坚固的工事略加修整，就能立即使用。
于是，黄百韬一拍桌子：“诸位，就这样定了！这次会战关系存亡，老头子不会置我们于不顾。我们应该有力挽狂澜的决心！”他随即作出部署：
兵团司令部置于碾庄圩不变，令第二十五军副军长杨廷宴任碾庄圩警备司令，负责兵团部安全；第二十五军占领碾庄以北之小牙庄、万家壶一带，向北防御；第六十四军占领碾庄圩以南之大院上、吴庄，向东防御；第四十四军据守碾庄圩车站及车站以南之各村庄，对南防御；第一百军位置于彭庄、贺台子，对西防御；各军炮兵集中使用。
经过几天紧张的追堵，11月11日，华野完成了对黄百韬兵团的包围，随即令第4、6、8、9、13纵队在特纵配合下，负责围歼黄百韬兵团。当晚，华野在碾庄一带部分地区打响外围战，但由于轻敌，激战一夜几乎毫无进展。黄百韬进驻碾庄圩之前，这一带一直是李弥兵团的防区，他们在这里留下了许多构筑完善的防御工事。特别是碾庄，村子的周围有两条又宽又深的水壕，水壕边还有用来挡水的厚厚的土墙，使碾庄变得易守难攻。
12日晚上，华野5个纵队在特纵坦克火炮的配合下，发起全面进攻。但由于准备不够充分，进展并不顺利。在碾庄的北面，4纵攻击大兴庄未成，西北方向的13纵也在大宋家与守军形成相持；6纵在西南方向进攻，攻占王家集，歼灭100军1个团，但在向彭庄进攻时，未能成功； 8纵始从东向西实施攻击，激战一夜，攻占鲁楼、火烧房，在梁庄一带受阻；只有位于东南方向的9纵进展顺利，先后攻占前板桥、徐井洼等村庄。同一天，空军派飞机向碾庄空投对空联络电台，飞机在碾庄上空发生故障而坠毁，飞机上的空军通讯科少校科长跳伞落到碾庄，进一步密切了陆空联络，黄百韬喜形于色，叫道：“天助我也。
由于黄百韬兵团十多万人集中在方圆仅十多里的地域，华野难以对其采用穿插分割，逐一消灭的战术，只能逐村逐屋争夺。而黄百韬并没有把外援看得太有希望，因而从一开始就抱着死拼的信念，依仗着地形优势和完善的工事，打得非常狡黠[xiá]和顽固。各村的防御工事修得都很隐蔽，难以被发现和摧毁。有的工事还筑成夹墙式，当防线被突破后，他们就从突进部队的后面进行射击。村落一旦被占领，他们又立即组织炮火实施密集轰炸，然后进行反击。还不时联络空军对华野阵地进行空袭，造成华野很大的伤亡。
开头的三天中，华野虽攻下多个村庄，但进展比预计的要缓慢，且伤亡十分巨大。很多部队开始产生焦虑情绪。同时，由于部队前几天追击行军速度太快，后勤补给没有跟上，部队的粮食和弹药供应都出现了严重困难。根据战场的形势发展，粟裕于14日晚上在碾庄南面的土山镇召开会议，决定建立攻击集团，由华野副政委兼山东兵团政委谭震林、山东兵团副司令王建安统一指挥围歼黄百韬兵团的战斗。并针对黄百韬兵团中各军强弱不一的特点，决定采取“先打弱敌，后打强敌，攻其首脑，乱其部署”的战法。同时，为减少部队伤亡，实施有效攻击，要求实行土工作业迫近军阵地。
经过一天的准备，16日，华野攻击集团开始实施攻击，但由于缺乏步兵与坦克协同作战的经验，第一天的攻击仍然没有取得明显突破。各纵立即调整部署，实行逐点攻击逐村争夺。17日下午17时，华野攻击集团各部队在火炮和坦克掩护下再次发起攻击，（13纵因另有任务，移土山镇休整）。4纵攻占碾庄西北的大牙庄，歼灭军108师1个团；6纵在坦克的配合下，经过激战，先后攻占碾庄以西的前黄滩、后黄滩，歼灭44军军部及162师师部和4个团残部；9纵从碾庄南面实施攻击时，意图从南门内一座石桥上越过水壕。军在不足百米的距离内，集中了数十挺机枪，以密集火力封锁小桥，9纵突击队多次攻击都未成功，伤亡十分惨重。对碾庄圩的攻击未能取得突破。
当日军参谋总长顾祝同亲自乘飞机飞临碾庄圩上空，用电台与黄百韬通话，为其鼓励打气，成败在此一举，并告之外线邱、李兵团遭到顽强阻击，难以前进，要他在必要时率部突围，与邱、李会合。
但黄百韬一直认为自己既不是黄埔系，又不是江浙人，蒋介石给他的通行证编号为17号，比有些嫡系将领还要前面，这说明蒋对他的信任之重，所以在历次作战中都是竭尽全力，攻守得当。此次陷入重围，已抱必死之心，决心凭借战斗力较强的25军和64军，死守到底。11月18日，投入了坦克大队的六辆坦克，经过激战，先后攻占前、后黄滩，战斗异常残烈，44军150师师长赵壁光见阵地上火势熊熊，烟尘弥漫，尸横遍野，惨不忍睹，加上部下也不愿再战，便率150师残部约2500人向投诚。
在攻击44军军部时，军凭借集团碉[diāo]堡工事拼死顽抗，组织了四次爆破均未成功，后由一辆日式轻型坦克运载着爆破手直接炸毁中心碉堡，才突破了敌之防御，步兵乘势猛攻，战至中午，44军、100军被全歼，44军军长王泽浚被俘。在攻击100军时，当华野官兵带着东北毛帽时，100军官兵心理防线彻底崩溃，以为的东北野战军已经入关，至此100军军长周志道重伤被部下抬出战场，遇到了邱李两兵团，副军长杨诗云被俘。
在外围村落大都被华野攻占后，粟裕决定于19日晚以8纵从东南、9纵从南、6纵从西、4纵从北同时向黄百韬兵团部所在的碾庄发起总攻(6纵由于临时安排南下支援中野作战，退出战斗，总攻实际是由4、8、9纵实施的)。当时碾庄圩内有第7兵团部直属部队、警卫营、工兵营、25军和64军各1个团，总兵力近万人。黄伯韬临死前对部下说：“我有三不解，一个是我为什么那样傻，要在新安镇等待两天。二是我在新安等了两天，为什么不能在运河上架设军桥，三是李弥兵团既然要东进援救我，为什么当初要从曹八集撤退，不在曹八集附近等第七兵团。
第二十五军第148师在宿县被歼。第四十四军第162师486团在扬州未归建。11月18日，投入了坦克大队的六辆坦克，经过激战，先后攻占前、后黄滩，在外围村落大都被华野攻占后，粟裕决定于19日晚以8纵从东南、9纵从南、6纵从西、4纵从北同时向黄百韬兵团部所在的碾庄发起总攻(6纵由于临时安排南下支援中野作战，退出战斗，总攻实际是由4、8、9纵实施的)。当时碾庄圩内有第7兵团部直属部队、警卫营、工兵营、25军和64军各1个团，总兵力近万人。
20时，总攻开始，华野集中所有重炮实施火力准备，随后各纵队发起攻击。22时，8纵一部首先进占碾庄东南角的一所小学校，继以3个团由东南角攻击内圩。此前，9纵司令聂凤智亲临最前沿观察地形，认真总结前几次进攻的经验教训，决定将交通沟挖到水壕边，战斗打响后迅速从战壕中冲出，在相应火力的掩护下涉水过壕，强行突破。按照这一方案，22时，9纵再次发动攻击，一举冲过水壕，突破了第一道围墙。但军凭借两道围墙之间开阔地上的工事，以密集火力封锁开阔地，并组织反冲击，黄百韬自己亲临现场，双方拼杀极其激烈，经过4小时激战，9纵突击部队于20日凌晨终于突破第二道围墙，率先冲入碾庄圩里。位于碾庄东南方向的8纵也于拂晓时分相继涉水突破两道水壕，进入村内。黄百韬率残部撤到碾庄东面的大院上（黄百韬率残部撤到碾庄东面的大院上（第64军军部所在地），继续组织抵抗。清晨5时30分，华野攻占碾庄圩，但是黄百韬部逐屋血战，战斗异常激烈。
21日起，华野各纵分头攻击各村落的军残部。25军军长陈士章当日伪装逃离指挥部，4纵攻占碾庄北面的尤家湖，歼灭25军4师残部3000余人，40师师长曾正我被俘，108师师长李世镜突围成功，军参谋长陶修被俘；由于64军有黄百韬，魏翱，廖铁军，刘镇湘等高级军官的督战，发起了顽强的抵抗。8纵于夜间攻占碾庄以南的三里庄，歼灭64军159师2个营。22日上午，各纵队开始进一步扫清外围，8纵于10时攻占小院上，歼154师师部及4个营；9纵26师同时攻占大院上。
黄百韬撤至碾庄东北面的吴庄。下午，小吴庄、沙墩、小费庄的军发起了十三次突围，当即被歼。
16时，华野攻击集团发起总攻，黄百韬率部拼死顽抗。到黄昏时分，他见大势已去，就让64军军长刘镇湘指挥残部向西北突围。但部队刚一冲出村子就遭阻击，很快被全歼，刘镇湘被俘。
黄百韬带少数人从尤家湖向西南突围，于途中负伤，绝望中自命，尸体由25军副军长杨宴庭和一名华野官兵掩埋，杨随后逃离战场。至晚，战斗全面结束。
南京军事会议上作出的解救黄百韬兵团的计划，徐州方面根本没有执行。杜聿明就此询问刘峙，刘峙说：“情报显示，徐州附近到处都是共军主力，如果派部队去碾庄圩，徐州受到攻击怎么办？”——任何战场上的任何部队，兵力总是有主次之分，怎么会到处都是主力？杜聿明提出了两个方案：一、命令黄百韬的第七兵团至少坚守碾庄圩七至十天，以李弥的第十三兵团守备徐州，第七十二军为总预备队，以邱清泉的第二兵团和孙元良的第十六兵团会合黄维的第十二兵团，向西先与刘邓部决战，然向西先与刘邓部决战，然后回师向东击溃陈粟部，以解黄百韬之围。
这个方案能够实施的关键，是黄百韬能否坚持七至十天。二、以孙元良的第十六兵团守备徐州，第七十二军为总预备队，以邱清泉的第二兵团和李弥的第十三兵团全力解黄百韬之围，同时命令黄维的第十二兵团疾驰徐州。这个方案可以稳定黄百韬的军心。
刘峙坚决反对第一个方案，因为他认为黄百韬根本坚持不了十天，而如果向西打刘邓不成，向东救黄百韬也不成，那样就会酿成大祸。关于第二个方案，徐州总司令部的人都认为，这一思路符合蒋介石的命令。但是，最后黄百韬坚守了整整12天，出乎所有人意料。
刘峙犹豫再三之后，决定邱清泉的第二兵团和李弥的第十三兵团联合向徐州以东攻击前进，逐步靠拢碾庄圩，解救黄百韬的第七兵团。行动开始的时间是：十一月十三日。徐州“剿总”决定解救黄百韬，以两个兵团的规模向东实施突击，对于华东野战军来讲，这是一个严重的问题，因为此刻碾庄圩的围歼战正处在艰难阶段，而军从徐州增援黄百韬仅有五十公里的距离。
时近傍晚，杜聿明得到报告，各部队进展少者三四公里，多者六七公里。杜聿明且喜且忧：喜的是，从攻击位置到碾庄圩不到40公里，按目前这个速度，一周之内也足以打到碾庄圩了；忧的是，出乎意料的顽强。每一个村落据点，国军都要付出重大伤亡，经过反复争夺。而且，正面阻击阵地上，正在加紧设置有弹性的阵地，组织短促而密集的交叉、侧防火力，适时进行不同规模的反击。在阵地编成上，纵队和师都分成前后两线，团、营也构成了有重点、有纵深的防御体系品字形、倒品字形、梅花形支撑点如雨后春笋似的到处出现，它们连接交通壕，每有时机便可组织增援和强有力的反冲锋。战至11月16日黄昏，除第二兵团侯庄得手外，军全线进展缓慢。经过三四天的较量，仿佛有源源不断的增援力量补充着，几天前令杜聿明喜忧参半的前景，现在一下子变得暗淡了。杜聿明如坐针毡，他一狠心，没跟刘峙打招呼，就给邱清泉下了一道命令：
即以有力之一部，不顾一切牺牲，钻隙迂回，向大许家突进，限在一日之内占领大许家，以解黄百韬之围，违则军法从事。邱清泉接此命令，心里“咯登”一下：“钻隙迂回”战术是万万使不得的，一旦首尾被卡住，必定凶多吉少，还是沿阵地侧翼迂回较妥。他在地图上搜寻着可以突击的目标，潘塘镇这个地名一下子跳入了他的眼帘。
邱清泉一边用手指按着地图，一边拿起话筒给第七十四军军长邱维达下达命令：“马上集合队伍，轻装出发，经潘塘镇、张集、房村，沿双沟公路南线至大许家，给共军侧背猛戳一刀，切断其正面阻击部队的退路。行动要迅速、果敢，要不惜所有代价在明天正午前赶到大许家！”
无巧不成书。11月16日，在火神庙华野司令部里，粟裕双手的手指也扑在潘塘镇、大许家这两个地名上。蒋介石为解黄百韬之围，又投入了3个兵团，黄维第十二兵团已经到了阜阳，李延年、刘汝明两个兵团已经过了固镇。蒋介石还从未在一个地区投入过7个兵团，而且第二、第十二兵团还是蒋军中最精锐的部队。为了保证能在一周之内彻底、干净地吃掉黄百韬，再歼灭邱清泉或李弥兵团，粟裕认为，必须对兵力、战线作些调整。在组织正面阻击兵团的同时，粟裕将由4个纵队（后增至7个纵队）组成的侧击兵团，布置于徐州东南。此时，他根据指示，有意且有计划地将阻击邱、李兵团的部队从大许家、潘塘镇这一线的阵地向后撤，以诱使以诱使邱、李两敌大胆东进。待将近全歼黄兵团时，再让侧击兵团伺机截断其退路，让邱、李兵团有家难归。这就是粟裕惯用的“围点打援”的战术。
配合第七十四军向潘塘镇、大许家一线突进的第七十军第九十六师遭到排山倒海般的反击，双方炮火把潘塘镇至二陈集、张集间的田野炸成焦土。两军打得难分难解，最后完全是近距离的白刃战、肉搏战。
不多久，第九十六师师长邓军林突然发现正面阻击部队正陆续从大许家一线开始后撤。他一面急令他的师绕过第七十四军阵地追击“溃退”的共军，一面向邱清泉报捷，邱清泉得到报告，大喜过望，连连叫好：“军林呀，敌人是溃退，快派部队猛追，这是大好时机，叫装甲车大胆追击！”他拿起电话报告刘峙：潘塘至大许家一线之敌，经我兵团猛烈反击，激战一天两夜，正大获全胜，共军溃不成军，俘敌缴械无数……刘峙一听“潘塘大捷”四字，便激动得浑身发抖：“快、快向南京报告！徐东大捷！徐东大捷！
”南京的顾祝同和徐州的刘峙对外大吹大擂，宣传碾庄圩大捷。说黄百韬被围岿然不动，牵制共军兵力数十万，共军运用“人海战术”也无济于事，不得不溃退，碾庄圩阵地前，共军伏尸遍野，血流成河。何应钦也拍案高叫：“黄百韬果真是英雄，应让飞机送勋章给他！”一时间，在碾庄圩地面上飞舞着空投下来的《》、《扫荡报》，报上整版刊登着黄百韬的半身像和蒋介石的嘉奖令。
战斗一直持续到十五日凌晨，邱清泉和李弥两兵团依旧进展缓慢。这时候，增援作战已经进行到第三天，增援部队只前进了不到十公里，如果按照徐州至碾庄圩的直线距离计算，邱清泉和，增援作战已经进行到第三天，增援部队只前进了不到十公里，如果按照徐州至碾庄圩的直线距离计算，邱清泉和李弥只推进了不到三分之一的路程。这一结果令南京国防部、徐州“剿总”和参战将领们大为意外。
顾祝同和郭汝槐受蒋介石指派到达徐州。顾祝同见面就问：“共军不过两三个纵队，为什么我们两个兵团还打不动？”
杜聿明辩解说：“打仗不是纸上谈兵，画一个箭头就可以达到目的地的。况且敌人已先我占领阵地，兵力在陆续增加，战斗非常顽强，每一村落据点，都得经过反复争夺，才可攻占。”
杜聿明私下对顾祝同说，徐州下一步的作战计划决不能告诉郭汝瑰，因为郭汝瑰与方面有联系——“我指挥作战的方案，事先决不能让郭知道。如果郭知道的方案，我就不照原方案执行。”历史证明，杜聿明的警觉是对的。
郭汝瑰乘飞机在碾圩庄上空盘旋了一圈，他要验证空军总司令周至柔的报告：“轰炸很有效果，共军伤亡很大，黄百韬已无危险。”周至柔的这一报告，加之军队在徐州东面的顽强阻击，已引发南京国防部得出这样一个判断：“共军的主力转移到徐州方向，对黄百韬可能仅监视而已。”
在碾庄圩上空，郭汝瑰与黄百韬通了无线电话，这才知道第七兵团一直受到猛烈攻击，到此时蒋介石才如梦方醒。蒋介石亲自致电邱清泉：“存亡，在此一举，吾弟应发扬黄埔精神，为国家尽忠，为民族尽孝，不顾一切牺牲，将当面敌人击溃，以解黄兵团之围。”然后，蒋介石限令邱清泉一天之内到达大许家、八义集，与黄百韬会师。邱清泉一下心情烦乱起来，此时，“风传南京比徐州更加惊慌混乱，各部院准备向西南迁移”。邱清泉愤愤不平地对他的参谋长李汉萍说：“我们在前方拼命，南京路隔千把里，倒自相惊扰起来，准备逃跑了，真是滑天下之大稽！这种仗还有什么可打？老头子为什么自己又不来呢？如果他自己坐镇徐州，谁又敢不替他卖命？当然现在徐州是危险的，那也可以坐在飞机场指挥嘛！”
深陷碾庄圩的黄百韬在与郭汝瑰通话后，他清楚自己最后的时刻到了，他用电话通知六十四军军长刘镇湘，自行突围，不要管他。说自己年龄大了，也有病，走不动了，做俘虏也难为情，我死以后或可警醒那些仍然醉生梦死的人，还有忠心耿耿的人为流尽最后一滴血的人。他希望我们大家从此醒悟过来，或者还有希望。他告诫各军军长“必须逐步加强工事，准备独立作战，以尽军人天职”。
然后他感叹道：在军中，“谁肯不顾自己的损失而急别人之难？谁肯自冒牺牲而解救别人之危”？第七兵团司令部机要秘书李世杰说，自杀那一天黄百韬想到了孟良崮上的张灵甫，他感叹到，张灵甫只坚持了三天，我离张最近的时候只有一公里。而他在方圆一公里不到的碾庄，在我军六十五万发炮火中整整坚持了十二天，最后的几天只能吃烤马肉，仍然没有等到李弥邱清泉兵团的救援，是天灭啊，绝望中自杀而亡，粟裕听到黄百韬自杀，一头载倒在地，据粟裕爱人楚青回忆，粟裕七天七夜不敢睡觉，压力非常大，又不敢向主席诉苦。
最后邱清泉，李弥兵团在距离碾庄圩很近的地方，由于遇到了突围而来的陈士章，周志道等，以为第七兵团已经被全歼，而停止了攻击前进，也是很遗憾的事。
在碾庄之战中，兵团司令黄百韬受伤后自尽，第七兵团，两个军长，一个师长自尽，在整个淮海战役中是绝无仅有的存在。
在最后被困突围期间，曾经亲自连续发起十三次冲锋，有三次都是自己带头冲锋，一个兵团司令带头冲锋陷阵，在国军中也是绝无仅有的存在，不过在刘峙的瞎指挥下，全军覆没是必然的。
碾庄战役前，其实黄百韬是有机会撤退出去的，只不过当时拗不过力主坚守碾庄待援的刘镇湘，刘镇湘后来当了华东野战军的俘虏，被关押在功德林监狱因为抗拒改造，一直被关到一九七五年。他在功德林监狱，曾经主导了“小煤山大捷”。有兴趣的能自行看《决战之后》这部电影。
黄百韬父亲，黄宗俊是中将。黄百韬的儿子黄效先，在台湾杀人后被判死刑，因其母金素勤手持勋章向蒋求情，蒋先生念及其父功劳，在蒋的干预，改判死缓，五年后释放，后移居美国。蒋介石说：“虎父犬子，2004年黄效先低调回国扫墓。
粟裕后来回忆说：论战术与战斗意志，黄百韬部都是硬核的存在，如果双方一比一交战，自己未必是黄百韬的对手，我觉得这是战神的谦虚之辞，一个一流的军事天才，越优秀的人，就越谦虚，所谓英雄惜英雄。可惜黄百韬跟错了人，站错了位置。