1948年的11月下旬到1949年的1月上旬，在整个徐州地区的战场上，我军和国民党军队的作战进入了全面决战的阶段，中野和华野的全部部队都投入了战斗。
在我军用了11个纵队的兵力围歼黄维兵团的同时，还有两个战场在同时作战。就如同刘伯承所说，“这好比一个胃口很大的人上了酒席，嘴里吃一块，筷子上夹一块，眼睛又盯着碗里的一块。现在我们是要吃一个（指黄维兵团），夹一个（指杜聿明集团），又要看一个（指李延年、刘汝明兵团）”。12月1日，当围攻双堆集的战斗正在进行时，陈毅在给粟裕的电话中说：“我们这里正在收拾黄维这个冤家。你们北边要把杜聿明抓住，南边要把李（延年）、刘（汝明）看好。”
黄维兵团在双堆集被包围之后的第三天，即11月28日，蒋介石把杜聿明召到南京研究对策。
杜聿明认为，如果要救黄维兵团，唯一的办法就是集中所有力量与解放军决战，而要能集中力量与解放军决战，其先决条件又是必须要让黄维坚决守住，把解放军牵制住，待徐州的部队从津浦路西边南下，到达蒙城、涡阳、阜阳地区之后，依托于淮河再向解放军进攻，与黄维里应外合，方能解黄维之围。
但是，由国防部第三厅（即作战厅）厅长郭汝瑰代表国防部提出的方案却是让徐州的部队从津浦路东边经双沟、五河南下，待与从蚌埠北上的李延年、刘汝明兵团会合之后，再行共同去解黄维兵团之围。
上述两个方案，看起来只是从东走和从西走的区别，可实际上的区别远非如此。郭汝瑰的方案是要集中力量，援救黄维；杜聿明的方案是要保存力量，是否救黄维到时候再说。也就是说，郭汝瑰方案的中心是撤而要打，杜聿明方案的中心是撤而不打。
杜聿明认为，从东边走，有湖沼地带，行动慢，那边又有解放军华东野战军的大量兵力，容易被吃掉。从西边走，由于西边的解放军都集中力量在对付黄维，较为安全，南下之后，能救黄维就去救，不能救就把部队再向南开进，用来保卫南京。
杜聿明之所以要反对郭汝瑰的方案，在杜聿明的心中，还有一个藏了好久又不愿意轻易说出来的死结，就是他一直对蒋介石身边这个高级战术专家郭汝瑰看不顺眼，总怀疑郭汝瑰是暗藏在蒋介石身边的共产党地下党员。所以，在每次讨论作战计划时，杜聿明的基本态度是，凡是郭汝瑰提出来的计划他都要反对。而且，在国民党的高级将领之间，杜聿明总是把郭汝瑰称作“小鬼”。表面上看，是因为郭汝瑰个子小，实际上是杜聿明对郭汝瑰心存戒心。
应当说，杜聿明的疑心是有道理又没有道理。在蒋介石身边深得信任的这位郭汝瑰虽然也是黄埔五期学生，但却是川军系统出身，哪怕他在陆军大学第10期学习时以第一名的优异成绩毕业，受到当时国内公认的第一流军事家、陆军大学校长杨杰很高的评价，特意留做陆军大学战术教官，但仍然被杜聿明这些自认为是纯正黄埔系的天子门生视为杂牌出身。后来郭汝瑰的才能被陈诚所看中，将其从陆军大学调入王牌军十八军，29岁时就成为少将旅长，在抗日战争中屡建奇功，被任命为军政部军务署副署长兼国防研究院副院长。解放战争中，他以当时公认的战术专家的荣誉，先后担任了国防部第五厅副厅长、参谋总长办公厅副厅长、国防部第五厅厅长。淮海战役时，任国防部第三厅厅长，中将军衔。第三厅即作战厅，负责制订各战场的作战方案，解放战争中国民党军队各大战役的作战计划初稿都是经他手制订再交蒋介石审定，其地位与作用不可谓不重要。他会是共产党员吗？杜聿明的怀疑正确吗？
杜聿明的怀疑既正确，又不正确。
郭汝瑰是一个传奇人物。他是四川铜梁人，1925年入黄埔军校五期，此时正值第一次国共合作时期，他深受周恩来、恽代英等共产党人的影响。1927年，他受共产党人吴玉章的指派，到他的堂兄、川军将领郭汝栋部下任职。1928年，即中国革命处于低潮时期，就由袁镜铭介绍加入了中国共产党，并参与筹划军事暴动。失败后潜逃日本，从此与党组织失去联系。1945年5月，已经是国民党军队少将军务署长的郭汝瑰通过好友任廉儒见到了中国共产党领导人董必武，他向党组织提出恢复党籍的要求。由于他的特殊身份，党中央虽然一时未批准，但还是决定由任廉儒和他单线联系，要求他尽可能为党做一些工作。所以，这时的郭汝瑰虽然还不能算是真正的共产党员，但可以说他是一位共产党人，因为他已经和党组织有了联系，而且已提出了恢复党籍的要求。郭汝瑰在他的特殊岗位上，为党提供了鲜为人知的重要军事情报100多次，起到了一般人难以起到的作用，世人称之为“国民党军队中最大的红色间谍”。1949年12月11日，郭汝瑰以国民党第二十二兵团司令兼七十二军军长的身份，率七十二军1万多人在四川宜宾起义，回到了党和人民的怀抱，出任川南行署交通厅厅长。他要求继续从事所喜爱的军事理论教学与研究，遂被调到南京军事学院任教。直到晚年还主编了大型的《中国军事史》等，1980年重新入党，1997年因车祸不幸去世。
在国民党军队中最机密、最重要的岗位上，竟有郭汝瑰这样的传奇人物，这是很多人所难以想象的。其实，由于我党在秘密战线上所进行的大量的鲜为人知的努力，在国民党军队内部的最机密岗位上，共产党员并不是个别的。例如，与郭汝瑰的情况相类似，在解放战争后期，国民党军队中电话通信系统的最机密的枢纽重要军话台和次要军话台中，正式工作人员共有9人，而中国共产党的地下党员就有7人，还成立了地下党支部。
由于杜聿明一定要坚持自己的方案，蒋介石也就同意了，并让空军立即通知黄维，不准突围，坚守待援。
杜聿明于28日当天就回到徐州，安排撤退。他与三个兵团司令，即邱清泉、李弥、孙元良，统一了“撤即不能打，打即不能撤”的原则，决定于30日晚间将徐州地区的国民党军队全部撤离徐州。第一步目标是永城。各部队带足7天的给养和500公里的油料，因为在到达阜阳之前，无法补给。29日晚，由李弥的十三兵团先出动一个师，占领萧县一带，作为先行的准备，并掩护大部队安全撤退。
杜聿明对他的这个撤退计划是比较满意的，因为他认为他所安排的这条撤退路线上解放军已经没有主力部队。按照常规，解放军在打了一个大仗之后，都要休整一段时间。粟裕的华东野战军刚打完黄百韬兵团，十分疲劳，估计要休整两个月左右。刘伯承的中原野战军正在全力以赴对付黄维，不可能抽出兵力来对付他。所以，就算是解放军发现了他在大撤退，要想组织大部队追上他也要一段时间才行。而如果没有几个纵队的主力，是无法阻止他三个兵团的。
为了造成对我军的迷惑，11月30日这天，杜聿明命令几个兵团的部队在各阵地向我军发动全面进攻，而且要尽可能打得凶狠。这一天，第二兵团和十六兵团的猛烈进攻真的还攻下了好几个村庄。
11月30日晚上，在徐州地区的三个兵团，即邱清泉的二兵团、李弥的十三兵团、孙元良的十六兵团，以及徐州“剿总”直属部队和地方军警，全部撤离徐州。与大部队同时撤离的还有一部分地方党政部门人员以及一些被裹胁的青年学生，总数在30万人左右。第二天，我华野渤海纵队奉命进入徐州，徐州解放。
杜聿明集团还未出徐州，就出现了一系列问题。首先是如同过去国民党军队的所有大撤退行动一样，军队还未传达布置，一些官员和商人就得知了消息，徐州城中就出现了一片混乱，“蒋介石要放弃徐州”的消息把凡是可能走或想走的人们都驱上了街市，抢购、奔逃、趁火打劫，什么样的事都有。军队要去采购食品，商店已经无货。杜聿明派警备司令去查封银行钱庄，想保证部队提款，银行钱庄已全部关门，老板们都已不见了踪影。就是说，在军方与官方消息灵通人士的事先透风之后，徐州的党、政、商界已经先于军队撤退了。
出了徐州之后，出现的各种问题更为严重。在通往萧县的道路上，官员、商人、地主、职员、学生、难民，各色人等，甚至和尚、道士、妓女……形成了几十公里的人流和车流，车流中有汽车、牛车、马车、驴车、人力车、独轮车……道路堵塞不堪，行动一片混乱。杜聿明的汽车无法顺利前进，被迫调来坦克开道，还是无法前进，只能下车步行。
这样，整个集团都不能按预定速度与计划到达指定位置。杜聿明在路上边走边看，一片混乱与凄凉让他十分难堪，各种军用物资扔得四处可见，开不动的美式车辆和坦克丢在路旁。四十一军山炮营共有12门山炮，离开徐州才一天，就丢掉了9门。如果要说这时的军纪就更不用提了。不说他不熟悉的部队，就是他一手培育出来的王牌军第五军也已经是一塌糊涂，抢劫、杀人、放火时有发生，特别是一路强奸妇女，使得沿途村村都有被强奸、轮奸的妇女投河投井，第五军只在萧县一地就抢了300多个年轻女性随军而去。总之，在杜聿明眼前，在这支美式机械化装备的部队呈现出的，似乎是世界末日般的情景。
更为严重的是，有好几支部队都未能按事先规定的时间行动，提前先跑，或者怕解放军进攻而炮火连天地前进，将杜聿明集团大撤退的信息搞得远近皆知。本来，杜聿明安排了十三兵团的一个师做先行部队，提前一天出发，希望能事先占领萧县，以便掩护大部队行动。可是，由于撤退的计划事先暴露，十三兵团的这个师又怕死，行动迟缓，还未到达萧县时，解放军已先行一步，在12月2日清晨就占领了萧县，于是杜聿明集团只得绕道前进，但在前进中仍然遭到了解放军的阻击。按杜聿明的安排，李弥兵团应当派出第八军之一部在徐州以东担任掩护，在12月1日晚上再出发。可是，由于李弥心中一直反对，认为凶多吉少，所以故意采取单独行动，全体部队都在11月30日晚上一道撤离。在撤离途中，李弥有意让电台不与杜聿明联络，让杜聿明不容易找到他。
也就在12月2日这一天，国民党空军在空中发现了濉溪口地区有解放军大部队。蒋介石立即给杜聿明去电，电报中说：“吾弟应速决心于两日内迅速解决濉溪口、马庄一带匪部，为各个击破之唯一良机”，“此时应决心速觅匪之主力而歼灭之，为唯一急务也”。电报还说：
“匪对弟部又将形成四面合围之势，无任系念。务望严督各军，限两日内分路击退当面之匪，严令其达成所赋予之任务，若时日延长，则20万以上兵员之粮秣医药，决难空投接济。惟有上下决心，共同以死中求生之觉悟冲破几条血路，反匪包围，予以歼灭若干纵队，乃可解决战局。”
杜聿明和邱清泉、李弥等人是在确定了“打即不能撤，撤即不能打”的原则之后，才决定全军撤退的。按杜聿明的撤退路线，从徐州向永城，是一条大致向西而偏西南方向的路线。濉溪口在这条路线的南边，如果濉溪口的部队向北打，就可能将杜聿明集团拦腰切断，如果向西进，就可能阻拦杜聿明集团的前进。在这种情况下，杜聿明为了保住自己的实力，最好的办法就是不理会解放军的侧击，突破解放军的阻击，拼命加快行军速度，尽快赶往永城，走在濉溪口地区的解放军的前面，不被解放军的主力所包围。可是，蒋介石现在却偏听偏信要杜聿明集团停止前进，与解放军进行决战。这使得杜聿明十分难办。但是，为了两个主力兵团不被歼灭，杜聿明这一天没有接受蒋介石的命令，而是让部队继续前进。
12月3日上午，杜聿明又得到空军空投下来的蒋介石的亲笔信：
据空军报告，濉溪口之敌大部向永城流窜，弟部本日仍向永城前进，如此行动，坐视黄兵团消灭，我们将要亡国灭种。
望弟迅速令各兵团停止向永城前进，转向濉溪口攻击前进，协同从蚌埠北进之李延年兵团南北夹攻，以解黄维兵团之围。
在这种情况下，杜聿明知道蒋介石是完全改变了原来商定的计划，一定要他立即以最近的距离加入援救黄维的作战。而这时的部队正在行进之中，既无后方的依托和后勤补给，又难以构筑自己的阵地，打起来肯定是凶多吉少，很可能出现继黄百韬被围和黄维被围之后的第三个被围。如果大胆违抗蒋介石的命令，避开解放军的主力，从永城、涡阳撤到阜阳的淮河一线，则背后是国民党统治区，有依托、有退路，进可以救黄维，退可以保自己。他在蒋介石的命令面前，深感左右为难，只好通知所有部队停止前进，在他的临时驻地，即位于萧县与永城之间的孟集，召集几个兵团司令来共同商议。李弥有意不到，只让副司令陈冰和赵季平来开会，所以会上主要是邱清泉唱主角。一贯对部属骄横而又对蒋介石盲从的邱清泉虽然已经连遭重创，但还有一些力量，所以坚决主张按蒋介石的命令办，而且自愿担任主攻，其他人也不敢违抗蒋介石如此坚决的命令。
所以商议结果，还是决定按蒋介石的命令办，不再坚持“打即不能撤，撤即不能打”的原则，不再以逃命为第一，而改为迅速与解放军作战，尽可能解救黄维，全军向濉溪口方向攻击前进。杜聿明说，他当时的想法是，“蒋介石所以变更决心，是被郭汝瑰这个小鬼的意见所左右”，他自己“现在逃既晚了，打也无望，想来想去，觉得江山是蒋介石的，由他去罢！我只有一条命，最后只有为蒋介石效忠而已”。
杜聿明将这一决定迅速电告蒋介石：“昨日因各部队零乱，停止整顿一晚，本日各部正在前进，到孟集附近时，奉到钧座手谕，当即遵照改变部署，明日经青龙集东西地区向濉溪口共军攻击前进。指挥部本晚在孟集。”此后不久，很快就得到了国防部的正式命令：
（一）淝河方面李延年兵团正面之共军已大部北窜。据空军侦察，濉溪口、马庄一带西窜之共军不足四万，经我空军轰炸，伪亡甚重。
（二）贵部应迅速决心于两三日内解决濉溪口、马庄一带之共军，此为对共军各个击破之唯一良机。如再迟延，则各方面之共军必又麇集于贵部周围，又处于被动矣。此机万不可失，万勿再向永城前进，迂回避战。
杜聿明对这一个正式的作战命令，心中更不以为然，因为据他所知，空军在濉溪口所炸的，是正在赶集的老百姓。而这个命令中的“迂回避战”之说，已完全表明了蒋介石和何应钦等人对他这两天行动的严重不满。于是，他立即复电国防部：“职遵照钧座决策，采取积极攻势，决无避战迂回之图。”
12月3日夜，按照蒋介石的命令，杜聿明命令部队不再向永城方向前进，而改向濉溪口方向前进。前进中，以邱清泉的第二兵团担任攻击，其余部队担任掩护，采用逐次跃进的方式行进，能攻则攻，不能攻则守，尽可能不让解放军把部队冲乱。与此同时，杜聿明向蒋介石请求空军空投粮食和弹药。
蒋介石的命令加速了杜聿明集团的灭亡。两天之后，杜聿明集团就根据蒋介石的安排，进入了我军的包围圈。