人和你的部属，再作绝望的抵抗，不但没有丝毫的出路，只能在人民解放军的强烈炮火下完全毁灭。你身为兵团司令，应爱惜部属的生命，立即放下武器，不再让你的官兵作无谓的牺牲。如果你接受我们的这一最后警告，请即派代表到本部谈判投降条件，时机紧迫，望即决策。
这封《促黄维立即投降书》由我军安置在阵地上的大喇叭向整个黄维兵团进行了反复播放。遗憾的是，顽固不化的黄维在最后关头仍然拒绝投降，自动选择了一条死路。
按古语“先礼而后兵”的说法，为了尽可能地减少流血，我军也算是做到仁至义尽了。既然敌人不投降，就叫他灭亡。我军只有发起最后的进攻，将黄维兵团彻底消灭。
为了对敌人发起最后的总攻，当时相对兵力较足的华野粟裕决定支援即将全歼黄维兵团的中野，他派华野参谋长陈士榘率领三纵、十三纵和鲁中南纵队，以及一个炮兵师，组成华野兵团，赶赴双堆集。
12月13日，孙继先司令员率华野三纵到达双堆集东南的指定位置，加入了围攻黄维兵团的南集团力量。由于南集团中已经有了华野的七纵，现在三纵和十三纵又加入了进来，为了指挥方便，前委决定南集团由华野参谋长陈士榘统一指挥。由傅秋涛司令员带过来的鲁中南纵队，则作为前委直接掌握的总预备队。
当我军向黄维发出了《促黄维立即投降书》之后，黄维和胡琏心中很明白，我军发起最后总攻击的时间就要到了，他们彻底灭亡的时刻就要来临了。再加之他们所控制的地方越来越小，连接收空投补给都难以继续了。在这种情况下，黄维决定执行蒋介石所同意的在必要时可以拼死突围的计划。不过蒋介石原来所答应的在突围时要给他们若干帮助的承诺，却无法兑现。
12月15日，黄维和胡琏召开了还在的军、师长会议，宣布了立即突围的命令。其具体要求是：“四面开弓，全线出击，觅缝钻隙，冲出重围。”行动时间定在当天黄昏。至于突向何方，黄维和胡琏心中无底，根本就不可能给下属说清楚，只是告诫大家不要去安徽合肥，因为那里现在驻的是李品仙的部队，而李品仙是属于桂系的，桂系和土木系矛盾本来就深，说不定逃到那里就会被桂系缴械。按理说，突围出去的最近安全地带是蚌埠，但解放军肯定会估计到这一点，会在通往蚌埠的方向设置重兵，所以通往蚌埠的南方和东南方最好别去硬碰。这样就只有东、北、西这三个方向可能突得出去。而西边和北边是解放军的后方，除了直接参与围攻的部队之外，第二线部队可能不多，只要能突破包围圈，安全系数会更大一些。
按照上述分析，黄维和胡琏对突围的具体部署是：第十军还有三个师的残余力量，七十五师和一一四师向东突围，如果能突出包围圈，就再折向南方，向蚌埠逃跑；第十八师则向东北方向突围，如果能突出包围圈，也是向南逃往蚌埠。十八军现在只有两个师（其中的四十九师在南坪集打败后就已逃往蚌埠，未在包围圈之内），由其主力十一师保护黄维和胡琏向西边突围，将坦克集中在这里打头阵，黄维、胡琏，还有兵团副总司令兼八十五军军长吴绍周（八十五军已经不存在，他现在已经是光杆司令）三人各乘一辆坦克向外冲（当到了突围时间时，吴绍周已完全绝望，故而没有乘坐分给他的那辆坦克，而是在兵团司令部附近坐以待俘）。一一八师则由军长杨伯涛率领残余部队向西北方向突围。
十八军如果能突出包围圈，则先去蒙城方向，再往蚌埠。所有十二兵团各部，只要能突得出去，如果实在不能去蚌埠，就去安徽的凤台，把凤台作为十二兵团的最后集中地。
黄维和胡琏的上述突围方案当然得向蒋介石报告。蒋介石得知后，认为这样的突围方案过于冒险，在晚上又无法得到空军支持，成功的可能太小。蒋介石立即派空军副司令王叔铭乘飞机去双堆集同黄维联络，制止这种冒险。但是，黄维和胡琏不可能接受蒋介石对他们的这种“关怀”。道理很简单：在解放军的重重包围之下，部队的战斗力已经很差，只有在夜晚还有一点浑水摸鱼、侥幸出逃的可能。如果在白天，肯定逃不出去。据黄维说，他一生领兵作战都是从不违反上级命令的，他也从不允许他的下级违反他的命令。这一次，是他平生第一次，当然也是最后一次违反军令。
虽然作了尽可能细致的部署，但是，黄维和胡琏心中很明白，此次行动是凶多吉少，所以他们各自都在口袋里装上了一大包安眠药，做好了在必要时自杀的准备。他们还相互承诺，谁出去了谁就负责照顾对方的家属。为了在逃命时能多一线成功的希望，他们两人并未按照在会议上所宣布的全兵团行动时间行动，而是把行动时间提前到下午4时，想在全军突围之前趁解放军还未发觉时就先行一步。下午4时，黄维和胡琏竟然连吴绍周都没有管，就命令十八军的十一师开始向西突破。不过，由于在20多天时间中作战的损失，这时能够为他们开路打冲锋的坦克只有6辆了。
为了逃命，黄维和胡琏命令把所有不能携带的重武器一律破坏，或炸炮膛，或毁炮闩。通信用