以有力部队向外出击，搜索匪情，抑留匪以待攻击兵团到达，夹击匪军，以竟全功”。昏庸的刘峙得到报告后，也以为解放军已经守不住了，败退了，他欣喜若狂地大叫“这回可对得起国人了”！一方面向蒋介石报捷（前面已经提到过的七十四军在潘塘未被消灭，潘塘未曾失守也是上报的“大捷”的重要内容），向各省主席报捷，一方面下令徐州城中大贴标语，大放鞭炮，庆祝“徐东大捷”。
蒋介石在万分苦恼之中（这时的蒋介石不仅为战场上的败局苦恼，还要为金融危机和国统区内风起云涌的反抗浪潮苦恼。远的不说，就在这一个月中就有东北全境尽失、国统区的“币制改革”失败、财政部长王云五辞职、行政院长翁文灏辞职、有“文胆”之称的蒋家王朝最重要的谋士与代笔人陈布雷服毒自杀等，令蒋介石万分头痛），得到如此难得的好消息，真是喜出望外，宣布无论官兵一律犒赏金圆券3元。同时宣布，奖赏第七兵团司令黄百韬一等云麾勋章一枚，第七兵团参谋长魏翱和第二十五军军长陈士章等云麾勋章各一枚，第四十四军军长王泽浚和第六十四军军长刘镇汀四等宝鼎勋章各一枚。在国民党的各种报纸上，“徐州大捷”、“碾庄圩固若金汤”、解放军在碾庄“伏尸遍野”之类文字一夜之间纷纷出笼。
不过，刘峙这一次还真是说话算了话，他亲自乘飞机飞到碾庄上空，把给黄百韬兵团的10万元金圆券扔了下去，把给黄百韬等人的云麾勋章、宝鼎勋章扔了下去。纵然这时的碾庄有再多的钞票也无法买到什么东西，已经在大量宰杀战马充饥了。
其实，华野略作后撤，这是粟裕根据毛泽东的指示，将“打黄阻援”转为“围黄打援”，为了诱敌而消灭邱清泉和李弥，为了麻痹敌人而有意采取的一个手段。就是利用邱清泉和李弥一心想通过大许家一线靠近碾庄的心理，有意后退一点，放邱清泉和李弥向东深入至大许家一线。与此同时，将已被包围的四十四军、一零零军和二十五军先行歼灭，暂时留下敌兵团部和碾庄东南的六十四军。等到邱清泉和李弥到达大许家一线之后，由早已准备在徐州东南方侧翼的苏北兵团等5个纵队向北插入，切断邱清泉和李弥的后路，对其实施两面夹攻，让华东野战军将黄百韬、邱清泉、李弥这三个已经被我打残的兵团全部消灭。由于我苏北兵团已经在11月17日与敌七十四军在潘塘地区接战，而邱清泉和李弥在遭受我强有力的阻击之后，冒险前进的可能性已经不大，这个计划才未能实现。可是，无论是在徐州的刘峙和杜聿明，还是在前线的邱清泉和李弥，他们一直都未能发现我军差点就把他们的三个兵团一锅煮的这一计划。
就在徐州和南京吹吹打打“庆祝胜利”之时，11月19日上午10时，粟裕下令向黄百韬兵团发起总攻。在前线负责具体指挥的谭震林和王建安早已做好了部署，鉴于敌人的守卫范围已经很小，所以决定首先夺取碾庄敌人的兵团指挥部，把敌人完全打乱之后再行分割消灭敌二十五军和六十四军残部。谭震林和王建安命令八纵以一部钳制碾庄以东的六十四军，主力则由碾庄东南向西北方向进攻，直取碾庄的敌兵团司令部；九纵则由南边向北进攻，目标也是碾庄的敌兵团司令部；四纵则从碾庄西北边和西边向碾庄发起攻击；十三纵和六纵集结于碾庄西边和西南边，作为预备队。同时决定，各纵队的炮兵统归华野特种兵纵队司令陈锐霆统一指挥。
号令一下，我围攻碾庄的各纵队大炮一齐开火，对敌军实行了连续30分钟的猛烈轰击。为了在敌人高密度聚集的情况下尽可能多地杀伤敌人，为了减少我军发起进攻时的伤亡，几万发炮弹倾盆大雨一般落在敌人的阵地上。鉴于碾庄一带敌人已经修筑了相当坚固且形成体系的三道工事，我们的炮兵在经过周密的调查研究之后，也改变了过去分散配置、直接瞄准的方法，而是将火炮集中，进行纵深梯次配置：榴弹炮群专门破坏敌人的指挥系统和通信枢纽，压制敌人集结的有生力量；三八式野炮群专门破坏敌方的高物体目标和压制射击；山炮群直接摧毁敌人的各种明堡和暗堡；迫击炮摆在最前沿，专门压制敌人的散兵和后续梯队，消灭死角。在先进行破坏性射击之后，再进行逐次延伸，支援纵深部队战斗。
黄百韬的炮火被压住了，他只能请求徐州的空军立即出动。可是在碾庄地区方圆十公里之内，全部被地面炮火所形成的浓烟所笼罩，空中不可能看清楚地面的目标，只得凭过去飞行时的经验估计着向下投弹。
由于这时敌我双方的距离已经很近，所以国民党空军的轰炸既对我军造成伤亡，也对国民党军队造成伤亡。如果说这次规模不小的轰炸真正对我方造成了一些损失的话，应当是使我方的大量支前民工受到了一些伤亡。
在我军的猛烈攻击之下，黄百韬实在招架不住了，只得向徐州求援，电报中甚至说出了若无紧急援救，就只好“来生再见”之类的话来。刘峙和杜聿明得到黄百韬如此的求援电报之后，不得不采取最紧急的措施。鉴于从西向东援救黄百韬兵团的邱清泉和李弥兵团已经打了8个昼夜，第一线部队已经伤亡过半，根本没有什么