我军对双堆集地区黄维兵团的围攻，既有军事上的围歼战，也有政治上的攻心战，而这种政治上的攻心战，正是我军克敌制胜的重要武器之一。
就在廖运周起义、敌人的军心越来越动摇的时候，毛泽东写了两篇重要的广播稿，不断地通过阵地广播和散发传单等各种形式向黄维兵团的官兵们传送。
其中的一篇是在11月27日以中国人民解放军总部的名义写的：
人民解放军现在已经把你们完全包围住了。你们已经走不出去了，你们的命运已经到了最后关头。为你们自己设想，为人民设想，你们应当赶快缴械投降。冯治安的4个师已经起义了，黄百韬的10个师已经消灭了，此外还有4个师被消灭了。
蚌埠的李延年、刘汝明已被我军阻隔，不能援助你们。蒋介石是完全没有办法的。你们可知道，前些天，在碾庄圩被围的黄百韬兵团不是等着徐州的援助吗？蒋介石一天数令催迫邱清泉增援，结果走了11天，只进了30多里路，眼看着黄百韬被消灭。你们现在的情形，比黄百韬更坏，你们离徐州更远，你们从南阳赶到宿县附近的南坪集走得太辛苦了，你们还能再打下去吗？不如早些缴枪，少死些人，留着活命，替中国人民做点工作。人民解放军的宽大政策你们是知道的，无论是不是蒋介石的嫡系，只要放下武器，就给以宽大待遇，不论官兵，一律不杀不辱。你们的王耀武、范汉杰、郑洞国及其他一切被俘将领，都在我们这里住得好好的，其中许多人已经放回去了，还有许多人我们准备放他们回家。你们都是中国人，何必替美国人打仗呢？中国人民反对蒋介石的内战独裁卖国，你们何必替蒋介石等少数反动派卖命呢？时机紧迫，牺牲无益，你们应当立即放下武器。南京政府已经摇摇欲坠，黄维兵团11个师的将军们，军官们，士兵们，赶快掉转枪口，和我们一道打到南京去吧！
也在同一天，毛泽东还以刘伯承和陈毅两位司令员的名义写了另一篇广播稿，向黄维兵团的广大官兵广播：
国民党十二兵团司令官黄维将军所属全兵团官长士兵们：
你们和我们都是中国人。你我两军现在在打仗，我们包围了你们。你们如此大军，仅仅占住纵横10多华里内六七个小村庄，没有粮食，没有宿营地，怎么能够持久呢？不错，你们有许多飞机、坦克，我们这里连一架飞机一辆坦克也没有，南坪集的天空是你们的，你们想借这些东西作掩护向东南方向突出去。但是你们突了两天，突破了我们的阵地没有呢？不行的，突不出去的。什么原因呢？打仗的胜败，不决定于武器，而决定于人心。我们的士兵都想打，你们的士兵都不想打，你们将军们知道吗？还是放下武器吧。放下武器的都是生路，一个不杀。愿留下的当解放军，不愿留的回家去。不但对士兵，对下级军官、对中级军官是这样，对高级军官也是这样，对黄维也是这样。替国民党贪官污吏打仗有什么意思呢？你们流血流汗，他们升官发财。你们送命，他们享福。快快觉悟过来吧，放下武器，我们都是一家人。打内战，打共产党，杀人民，这个主意是蒋介石和国民党定下的，不是你们多数人愿意的，你们多数是被迫打仗的。既然如此，还打什么呢？快快放下武器吧！过去几天，我们还只是布置包围阵地，把你们压缩在一块豆腐干内，还没有举行总攻击。假如你们不投降，我们就要举行总攻击了。我们希望黄维将军依照长春郑洞国将军的榜样，为了爱惜兵士和干部的生命起见，下令投降。如果黄维将军愿意这样做，着早派代表出来和我们的代表谈判投降办法，你们保证有秩序的缴枪，不破坏武器和装备，我们保证你们一切人的生命安全和随身财物不受侵犯。何去何从，立即抉择。切切此布。
在这两篇广播稿和其他政治攻势的作用之下，包围圈中的国民党官兵纷纷向我军投诚。就在双堆集地区的包围与反包围的战事进行得相当激烈之时，战场上又发生了敌八十五军二十三师师长黄子华率领全师官兵向我中原野战军投诚的事件。
八十五军本来也是蒋介石的嫡系部队，但在编入十二兵团之后，由于它原来不是属于土木系，在十二兵团中有了十八军的高高在上，相形之下，八十五军也就成了嫡系中的二流部队。当廖运周率领一一零师起义之后，八十五军就只剩下了两个师。包围圈中的日子是难过的，黄百韬兵团被全歼的消息，杜聿明率军南下被阻的消息，更加深了官兵们心中的危机感。特别是包围黄维兵团的中野和华野的前线部队强大的政治攻势，对八十五军官兵的思想产生了不小的影响。当时，我军在阵地上不断喊话，散发传单，还将俘虏的国民党官兵陆续放回，这些俘虏大讲解放军的宽大政策，对八十五军更是产生了难以估量的影响。
二十三师进入包围圈之后，原来还集中驻在一个叫小王庄的村子里。可是黄维鉴于廖运周的起义，对整个八十五军都感到不放心，不仅在安排阵地时将他们放在最外面的一道防线，让十八军在他们的背后，既让他们打头阵，又让十八军监视他们。二十三师要往后边走必须事先征得十八军的同意。如果要进入十八军的阵地，还要受到十八军的盘查。更严重的是将二十三师分割使用，使得上下联系不通，对空的联络电台也被禁用。由于二十三师处于双堆集东南方最前沿的阵地上，白天靠飞机掩护才敢有所活动，晚上则必须组织若干小分队不断巡逻，以防解放军夜袭。据黄子华师长后来说：
解放军窥破了我们的企图和弱点，起初则设伏阻击，使我们不敢深入。以后摸清了我们的规律，则把路敞开，不仅对我游巡部队不加阻拦，反而在必经道路的要点上，放置食物和信件。信件内容大意是：朋友们，你们肚饿吗？面饼、白馍尝一点吧。这封信请带交你们上级……这种情况在官兵中互相转告后，战斗情绪更加低落。伤病官兵逐渐增多，无处收容，起初尚利用掩蔽部，到后来，就只好将伤病官兵放置在阵地附近的寒冬露天下，情景很惨。同时，从解放军方面释放回来的士兵，讲述解放军如何优待俘虏，治伤医病。两相对比，官兵普遍发生动摇，人人产生我们究竟在为谁拼命的疑问。
就在这种局面下，十八军还仗恃自己的王牌地位处处给二十三师小鞋穿，当二十三师出现困难时非但不给以任何帮助，反而在扫除射界、构筑工事时明目张胆地损害二十三师的利益。按照黄维的“蹂躏战术”，当时要破坏解放军的战壕，最有效的手段是利用坦克去碾压。可是，兵团部在安排坦克时，总是优先照顾十八军，而二十三师阵地对面的解放军战壕已经快挖到二十三师的前沿阵地了，黄子华一再要求兵团部派坦克前来掩护自己的部队出击，破坏解放军的战壕，都未得允许。
黄子华最后说出了“这种威胁如不能解除，逼得我只有缴械了”的话，才派来三辆坦克，绕了几圈就开走了。由于解放军的战壕距二十三师的阵地太近，攻击力量不断加强，二十三师的新兵团团长何企竟被解放军抓了俘虏。
在这种情况之下，黄子华的思想逐渐对继续打下去产生了强烈的动摇。促使他下定决心弃暗投明的原因有以下几个：一是与他很熟悉的廖运周率一一零师起义，二是在十二兵团中受歧视的处境，三是在包围圈中日益恶化的生存环境。二十三师在粮食紧缺的时候，只能靠空投接济和杀马充饥。但是，燃料是一个大问题。当把一切可以燃烧做饭的燃料都烧完之后，就只能到处寻找坟墓，挖掘棺材作燃料。驻地就只有那样宽，挖坟掘墓也只能对付几天。棺材也烧完了，就只能依靠空中投下来的熟食。可是，空投的东西太少，二十三师又抢不过十八军和另两支土木系的十军、十四军。而就在这时，距他们前沿阵地很近的解放军官兵竟然将热气腾腾的米饭给他们端到阵地前面。当初，有的士兵吃完饭后就把碗钵摔掉，解放军官兵也只是一笑走开，以后仍然不时给他们送来热气腾腾的米饭。在那严寒而饥饿的时刻，口中吃着热气腾腾的米饭，眼中看着阵地前面竖立着贴在门板上的大标语：“欢迎起义投诚”，“优待俘虏，不杀不辱”，二十三师官兵的思想怎能不动摇！
就在这关键时刻，廖运周托释放回来的俘虏给黄子华捎来了亲笔信，明白劝诫他：“起义是光荣的，解放军不咎既往。”很快，他又看到了几天前被俘的新兵团团长何企所写的劝他尽快选择光明前途的信。
何企的信是阵地上送来的，副师长周卓铭已经先拆开看了。周卓铭在给黄子华看信时，就很明确地说：“我们不能坐以待毙，一一零师能起义，为什么我们不能！”既然副师长都是如此态度，黄子华就不能不慎重考虑了。于是他召集了全师团以上军官紧急会议，将何企的来信给大家传看，然后让大家表态。出乎黄子华意料的是，全体军官竟是一致同意弃暗投明，为全师弟兄求一条生路。于是，黄子华立即派副官杨耀华到解放军阵地与解放军联系。杨耀华很快回来，说解放军热情诚恳，并派来了联络人员。于是，二十三师在第二天，派出六十七团团长杨正堂为正式代表去与解放军方面进行了正式谈判。解放军方面也派代表过来与黄子华进行了正式谈判。双方对阵前投诚的若干具体事项达成了一致协议。
12月9日夜9时半，二十三师按照与解放军方面达成的投诚协议和有关规定，在将自己的阵地进行破坏并拆去一切通信设施之后，全部脱离阵地，开赴解放军所指定的地点。这次参加投诚的除了二十三师的三个团之外，还有愿意与二十三师共同行动的八十五军二一六师六四八团的残部、八十五军直属辎重团和卫生大队各一部分，共约1万人。
二十三师的阵前投诚，不仅再一次动摇了黄维兵团的军心，还将黄维兵团的防御体系撕开了一个缺口，为我军对黄维兵团发动总攻起到了不小的作用。