攻开始，电话线被敌炮火打断，就互派参谋人员加强联系。
曾被誉为“战争之神”的大炮，在围攻碾庄圩中大显神威，在步兵冲击前，我8纵集中57门大炮，分4个炮群，一声令下，巨响震天，无数条火龙，划破夜空，飞向碾庄圩，仅3刻钟就发射4600发炮弹，摧毁敌大批防御工事和杀伤敌大量有生力量，为步兵冲击开辟了通路。
这时，先锋团的尖——9连，正隐蔽在一条蛇形的交通壕里。交通壕是他们利用夜间在敌火力下筑成的，离敌人前沿阵地只有60米。19日22时，当炮火刚刚向前延伸，9连便在副营长李浩的带领下，分3路向碾庄圩东南角扑去。淮海平原的初冬，已是天寒地冻，北风凛冽，而夜间壕水更是冰冷刺骨。为了争取时间，突击队的干部战士跳下水深齐腰的壕沟涉水前进，有的同志干脆脱掉棉衣，光背赤足涉水而过。壕壁、围墙陡直难攀，战士们三番五次爬上去摔下来。
被我炮火震昏了的敌人，如恶梦刚醒，机枪、手榴弹一齐打来。战士们一面还击，压制敌人火力，一面“叠罗汉”向上爬，相互鼓励：“冲过水壕，翻过围墙就是胜利！”干部、党员哪里任务艰巨就到哪里，哪里有困难就出现在哪里。共产党员、1排长孙向银头部负伤，鲜血直流，仍指挥全排涉过水壕爬上围墙。仅用半小时，碾庄圩第一道围墙的突破口就被9连撕开了，首先升起红色信号弹。67团、68团、64团等后续部队随后跟进。
人民解放军某部六十七团九连突击队冒着严寒，涉过五丈宽、三尺多深的水沟，向国民常政府军队发起冲击
经过一番搏斗，我军将守敌1个营消灭在地堡密布、壕沟纵横的阵地上。突击连和后续部队占领几所院落站稳脚跟后，立即支援“济南第1团”的突击方向，向那里的守敌压过去。这时，两个主攻的拳头会合了，共同打退了敌人“青年突击队”的疯狂反扑，向前进攻。
为了抵近射击，打死角，由8纵参谋长陈宏67团指战员研究出的炮打炸药包的技术，给敌人很大杀伤。俘虏兵讲：这种“炮弹”，会飞到墙上爆炸，没法躲。后来，华野首长称赞炮打炸药包是一大创造。
我8纵部队和9纵“济南第1团”在第二道围墙的南门外会合后，一齐向里发展。部队在接近黄百韬兵团部的时候，同垂死挣扎的敌人展开逐屋、逐点的争夺，一直激战到20日清晨5时50分，攻打敌人兵团部和25军军部的各部队会师了。当特务团团长董玉湘进到黄百韬住址时，发现黄睡的毛毯上遗弃下1支手枪和1瓶安眠药。黄百韬狼狈地带着残部逃向64军据守的大院上村。
接着，8纵又奉命向盘踞小院上、小费庄等5个村庄的敌64军、25军残部发起攻击，战斗到22日晚上，守敌大部被歼。黄百韬从大院上向西北逃跑时毙命，刘镇湘被生俘。经过10天鏖战，我8纵共毙伤、俘敌1 25万余人。部队经受了拼强敌，打硬仗的严峻考验。