过铁桥时，为免拥挤，第六十三军主动要求到窑湾另寻渡口，同时为兵团做侧背掩护。到了窑湾一看，没有渡船，于是会游泳的就先行泅渡，不料华野的叶飞纵队快马赶到，泅渡的大多被打死在河中，未及泅渡的只得在窑湾仓促布防。
叶飞纵队采取急袭战法，集中榴弹炮、山炮等重武器进行攻击，经两天两夜激战，终将六十三军予以全歼，军长刘章负伤后自杀。
刘章调升军长不久，实际上是个替死鬼。在撤往窑湾前，他就知道凶多吉少，拉着同仁的手伤心地说：“我们要永别了……我非死不可呀！”
黄兵团中，六十四军第一个得以过河，并在碾庄东端占领阵地，为的就是策应六十三军过来，可是左等右等不来，后来才知道这支同乡部队已被消灭。
广东人很团结，刘镇湘物伤其类，自恃六十四军尚保持完整，便反对去大许家，并且说他的阵地已经构筑成功，不用而走，未免可惜，不如先在碾庄打一下，边打边等援军。
刘镇湘还有一个说不出口的顾虑，就是到了大许家之后，黄百韬预定分配给他的防御阵地是一座土山，那里相传是三国时关羽被围降曹的地方。
关羽威风八面，都吃了败仗，可知此处有多么不吉利，恰好刘镇湘以往在守土山方面又总是吃亏，心里存在很大阴影。
见刘镇湘不愿走，二十五军军长陈士章急了：“多走一里好一里！”
陈士章深知解放军作战之勇猛，豫东战役时，他的部队和新七十二师的阵地只隔20里，这边的炮弹可以打到那边，但就是冲不开解放军的防线。
陈士章说：“现在留在碾庄，万一被围困，再梦想邱兵团远道来援，恐不可恃。”
对于援军，黄百韬同样不抱任何幻想，他曾经对别人说：“国民党斗不过共产党，人家对上级指示奉行彻底，我们则是阳奉阴违。古人说，‘胜则举杯相庆，败则出死力相救，’我们是办不到的。”
听完陈士章的话，他加了一句：“就是相隔5里，他们也不会来救我们。”
就在争论即将结束之时，黄百韬突然接到国防部电令，上面说黄兵团没过运河，就损失了这么多部队，建制太过凌乱，不如在碾庄略加整顿后再行西撤。
有了这份电令，刘镇湘气壮许多：“既有命令，为什么还要走，打垮了敌人之后再走不好吗？反正是要打的，为什么一定要到大许家再打呢？”
众人皆呈仓皇之色，唯刘镇湘还能如此慷慨激越，黄百韬觉得士气可用，遂决计执行国防部命令。
黄百韬与邱清泉同为国民党悍将，彼此存在着一定的竞争关系，特别是豫东战役后，邱清泉自认有功，但功难以抵过，鉴于区寿年兵团损失大半，他被蒋介石处以记过处分，相反，黄百韬却获得蒋介石亲自颁发的“青天白日”勋章，并正式升任兵团司令。
作为黄埔系的天子门生，邱清泉向来看不起杂牌和地方军，跟友军将领难以搞好关系，是他的一个致命弱点。在被杂牌的黄百韬给“比”下去后，邱清泉内心里极不服气，邱、黄也因此颇有水火不容之势，所以陈士章才会说邱兵团不会来援，黄百韬安慰大家：“不要紧的，邱清泉不来救我们，还有孙元良、李弥两个兵团，都和我们互相支援过，只要我们守得住。”
李弥兵团驻扎于距碾庄以西仅24里的曹八集（今邳州市八义集镇），那里是黄兵团西撤徐州的必经之地。
有李弥掩护和接应，黄百韬心里会安定不少，但在黄兵团进入碾庄之前，李弥已经撤离了曹八集，随后到达此处的是第一○○军所属的第四十四师。
一前一后只有很短的一个空隙，这个空隙被粟裕牢牢抓住。苏北兵团奉命从南面实行迂回，一举突入曹八集，全歼了第四十四师，师长刘声鹤开枪自杀。
1948年11月11日，随着解放军占领曹八集，黄百韬的西撤之路被切断，华野围点部队完成了对黄兵团的全面包围，随即便展开了碾庄攻坚战。
当天，粟裕将野司指挥所设于议堂，议堂离碾庄已经不远，他用木梯子登上古榆树，站在树杈上用望远镜就能观察到碾庄战场。
第二天，粟裕又前进至过满山。过满山离碾庄不足10里，连中央军委知道后，都认为野司位置太过靠前，特地来电要粟裕后撤10里。
于是粟裕在第三天将指挥所转移到了大许家的土山，也就是关云长被曹操围住的那个地方。此地北可眺望碾庄战场，西可与打援部队保持密切联系，是一个理想的指挥位置。
刘镇湘生怕自己也像关羽一样，所以才不肯来土山，无独有偶，黄百韬在碾庄也曾碰到过相同的忌讳，在他将指挥部设于碾庄圩的一座院落内后，看到院里有一棵树。
院中一木，组成一字，即名“困”，黄百韬的副官赶紧上前将这棵树给砍了。
所谓迷信，其实就是一种心理暗示。粟裕当然不会这么迷信，但是那三天，华野在碾庄确实都打得极其不顺。
死亡陷阱
碾庄一带的村落非常密集。由于历年洪水泛滥，每座村庄都会筑起高出地面2米的高台，当地称为“台子”。一座村庄由几个台子组成，台子中间是洼地和水塘，大一点的村庄还修有围墙和较深的水壕。在村庄外围，则是一片平坦的开阔地和墓地。
黄百韬能够下决心在碾庄固守待援，一定程度上也是看中了此处易守难攻的地形。
李弥兵团曾驻防碾庄并构筑过工事，黄百韬在此基础上，把村庄、台子都利用起来，逐村设防，加修工事，以碾庄圩为中心，使每座村庄都成为环形的野战防御阵地，其间子母堡、交通壕、堑壕纵横交错，犹如蜘蛛网一般。
粟裕最初在攻坚战中采用的是急袭战术，想乘黄兵团立足未稳之机，迅速攻入碾庄，因此各纵队都是谁先到谁先打，一路猛打猛冲，结果一上来就遭到很大损失。
在守军的火力阻击下，解放军能通过开阔地和水壕，进入碾庄主阵地，已属不易，但是在里面迎接他们的，却是更多更深的死亡陷阱。
碾庄工事的特点是，进攻方无论从哪一个角度切入，都会立即招致多方向火力杀伤。特别让人防不胜防的是，守军的射击孔大多紧贴地表，进攻时很难发现，就算你匍匐前进，都可能被子弹所击中。
冲锋部队九死一生，把沿途能见到的工事都抛在脑后，正要继续往里村子冲，突然一排排子弹从背后袭来，战士们猝不及防，纷纷被打倒在地。
原来黄百韬还设置了夹壁墙式的工事，外表看不出来，以为就是普通墙壁，而工事里面的守军，就专等解放军冲过去，然后从背后开枪。
从前沿阵地回来的参谋向粟裕报告：“黄百韬真难打啊！100米宽的正面就有20多挺重机枪，子弹像泼豆子一样。”
敌方火力如此炽密，粟裕推断，前线部队的伤亡一定小不了。可是从各纵队上报的伤亡数字来看，又似乎与此不符。
于是粟裕亲自到野司附近的野战医院进行了解，了解下来，各个纵队的上报数字都已经打了个很大折扣。
回到指挥所，粟裕首先与陶勇通话，询问陶勇纵队的伤亡情况。
陶勇吞吞吐吐，王顾左右而言其他，实在被逼急了，才将原先的上报数字重新复述了一遍，并且称自己纵队的伤亡并不严重。
粟裕已经心中有数，立即打断他的话：“你骗鬼！给我如实报告。”
陶勇无法隐瞒，沉默了好一会儿，才语调沉重地汇报：“粟司令，你既然知道了，我也不好瞒你，情况确实很严重，眼下伤亡已经达到4300多人。”
这时华野的一个主力纵队在兵员数量上，大致相当于一个军，在2~3之间，但是能够率先冲在前面的，往往都是最勇敢也最能打仗的老兵，所以这个数字非同小可。
伤亡大，进展却很缓慢。
在野司的作战地图上，出现了这样一种情况：很多村庄，上午插代表解放军的红旗，下午就得换上代表黄兵团的蓝旗，到了晚上，又插红旗，而到第二天早上会插什么旗，谁都心里没数。
碾庄战役期间，顾祝同还派出了作战飞机予以增援。为了使地空协同更为密切，空军通讯科科长奉命驾驶飞机，向碾庄空投陆空通讯电台，中途因为飞机发生故障，这名科长被逼无奈，只得随电台跳伞降落碾庄。
黄百韬闻讯立即接见，同时喜形于色：“此乃天助我也！”
解放战争以来，国民党军的地空协同战术基本上就是一“花瓶”，中看不中用，有了通讯电台和专家之后，难得地出现了起色——阵地一紧张，轰炸机立刻呼啸而至，反之，空中发现什么情况，黄百韬也能迅速掌握。
这使解放军的推进更加困难。至11月14日，华野除在第四十四军、一○○军阵地前略有斩获外，在二十五军和六十四军正面均只能形成拉锯式局面。
徐州和南京方面当然闻之则喜，顾祝同、刘峙对外已经说成是“碾庄大捷”，何应钦（一说是陈诚）更是拍案大叫：“黄百韬真英雄也！”
粟裕对黄百韬兵团的战斗力评价，只是中等偏上，而这还是看在豫东战役中黄兵团表现不俗的份儿上。就事论事，在几大主力兵团中，黄兵团的实力也确实很一般，从第二十五军起，没有一个是美械军，其中的粤军、川军在枪械上更是低劣不堪，步枪基本上还是抗战时使用的汉阳造，山炮要么坏了，要么就是没炮弹。
原先黄兵团还有一个优势，那就是兵员数量多，可在被提前打掉两个军之后，这一优势也不存在了。
粟裕意识到，问题应该出在战术方面。
答案找到了，但粟裕此时已无法只顾及碾庄，因为邱、李两兵团也正向碾庄逼近，阻援战场同样打得如火如荼，并进入了关键时刻。
立体作战
直接指挥救援黄兵团的是杜聿明。
济南战役之后，杜聿明便作为救火队长，被老蒋派去指挥辽沈战役，然而为时已晚，没救得了火不说，杜聿明自己也被烧得焦头烂额，失魂落魄。
接到蒋介石宣召时，杜聿明正在华北，当他得知何基沣、张克侠起义，以及“徐蚌会战”计划中的主力尚未能集结于蚌埠时，顿时感到天旋地转。
用兵之法，以谋为本，自己这一方棋子都没布好，对方就已经拍马杀将过来，请问下面还会有多少胜算？
杜聿明的恐惧心理直往上涌，徐州战场对他来说，就好像是一个刑场，他到徐州，不是将被打死，就是将被俘虏。
这当然不是怕死那么简单，任何一个成名战将，在走上战场前的那一刻，都想要赢得胜利，谁会心甘情愿地去指挥一场毫无准备，几乎必败的战争呢？
可是不去又不行，杜聿明先前已经应允老蒋，飞机都准备好了，不去的话，不但失信，还会被别人讥笑，这是一个职业军人在公开场合绝对无法容忍的。
1948年11月11日，杜聿明赶到徐州，协助刘峙进行指挥。
这时中野及华野一部正对徐州进行牵制性攻击，但是刘峙、杜聿明依据经验都一眼看出，解放军的真实企图不是攻占徐州，而是消灭黄百韬，因此他们决定大胆抽调兵力，以解黄兵团之围。
刘峙的想法是救兵如救火，不待徐州以西的邱清泉兵团集结完毕，就将其调到徐东战场，来多少上多少，逐次转用。
这种战法的好处，是可以在最大程度上为援救黄兵团争取到时间，按照该方案，邱、李兵团于11月12日即可向华野发起攻势。
可是杜聿明不同意，他主张先集中完毕，再开始攻击。
刘、杜一正一副，按道理是以刘为主，杜为辅，但实践中却完全相反。
在徐州指挥作战，必须能够差遣得动邱清泉等兵团司令。这些少壮派并不容易指挥，李弥、黄百韬还好一些，邱清泉个性狂傲，目空一切，据说豫东战役时连蒋介石的手令都拒不执行，刘峙更不被他放在眼里。
杜聿明在少壮派将领中有一定威信，又是邱清泉的老上司，指挥调遣各兵团运动时要自如得多，这也是蒋介石执意要让杜聿明前来徐州进行指挥的一个重要原因。
最后解围行动以杜聿明的意见为准，白白延误了一天。
1948年11月13日，早晨9点，在杜聿明的指挥下，邱、李兵团开始向碾庄攻击前进。
作为中国机械化部队的最早创始人之一，杜聿明本身也是坦克技术专家，机械化立体作战是他用以压箱底的绝活，这次他毫无保留地全部搬了出来：步车协同、步炮协同、地空协同。
空军轮番投掷轻重炸弹及燃烧弹，炮兵以山炮、野炮、重炮齐发，一时间浓烟弥漫天空，沿途村庄尽成瓦砾，步兵趁势猛冲。
正打得顺手，地空联络突然中断。
杜聿明急忙派人侦察，才知道，在徐州周围的解放军炮兵对徐州机场进行了远程射击。
炮弹落到机场东北跑道附近，国民党空军在起飞时受到威胁，从而导致地空失去联络，陡然失去空军支援的步兵受到了意外损失。
在确定炮击的位置后，杜聿明即把刚刚空运到徐州的一个师派过去，将解放军炮兵压迫撤退。
空军继续起飞，立体作战得以延续。
在邱、李两兵团的重压下，正面担任阻击的华野3个纵队打得十分艰苦，其中仅宋时轮纵队一天就打退了10余次集团式冲锋。
在这场被称为徐东防御战的攻防战中，杜聿明像粟裕一样实行靠前指挥，从他开始，杜集团的各级指挥官也都在第一线进行督战。杜聿明在指挥所看到，解放军斗志顽强，有的村落及其防御体系已被炮火完全摧毁，但解放军士兵在失去统一指挥后，仍不放弃抵抗，还在残壁断垣处人自为战。
国民党军士兵冲进去，就被赶出来，再冲进去，再被赶出来，最后只好再用炮火及飞机炸弹重新覆盖一遍。
对于解放军这种能攻善守的坚忍精神，杜聿明暗暗折服，不过他认为解放军再坚忍，也已经坚持不了多久了。
这来自于他的一个发现：解放军在正面的火力越来越弱。
杜聿明看得很真切，解放军缺乏弹药。从南下追击黄兵团起，华野各部一路飞奔，后勤辎重难以跟上，而打正面防御战，弹药消耗巨大。