兵团军心浮动，纷纷整连整营整团地带着武器向我军投诚，第85军25师师长黄子华一下子带来了两个团和所属师部的兵力。但黄维仍是极为顽固，拒绝投降，并准备向我军施放毒气，借以突围。
天色渐渐暗了下来，几辆美式吉普车在成千上万支火把中穿行着，火光、人流、车流川流不息，这热火朝天的场面与敌军阵地的凄惨、荒凉形成了鲜明的对照。令车上坐着的刘伯承、陈毅和邓小平等总前委领导人兴奋不已。
视察完战场情况，吉普车往1纵的指挥部开去。
当天晚上，刘伯承、陈毅、邓小平和1纵的杨勇司令员、苏振华政委在纵队指挥部里一起研究了攻打双堆集的作战方案，决定分三个集团对双堆集发起最后的总攻，以南集团为主，改由华东野战军参谋长陈士榘指挥，并调华东野战军3纵和13纵加入南集团作战，东、西两集团配合。分别从南面和东面进行突破。将战役预备队的华东野战军特纵炮兵全部投入战斗。
12月14日，我军分三个集团向双堆集发起攻击。
激战到14日夜间，南集团攻占了敌临时机场南端及尖谷堆，东集团攻占了杨老五庄、杨子全庄，致使黄维的核心阵地已完全暴露无遗。
12月15日，经过了几天苦心思索，黄维制定出了一个16字的突围计划。把各军的军师长们召集起来，传达了他那“四面开弓、全线出击、觅缝钻隙、冲出重围”的突围计划，说白了他这个突围计划就是要各部立即分散逃跑，其实他的部队谁都知道自己的时日无多了。
黄维根据解放军以南面和东面为重点攻击方向，拦住通往蚌埠的去路，那么西面和北面必然是后方的薄弱环节，而且兵力也不会太强，所以，他把主要突围方向放在了西、北、东三个方向，决意要趁夜间突围。
蒋介石接到黄维汇报的突围计划，非常震惊。蒋介石认为，夜间突围没有空军的支援掩护，地面部队很难突围出去。蒋介石命令空军副司令王叔铭立即乘飞机赶往双堆集去制止黄维连夜突围的计划。但黄维这时谁的话也听不进去了，这是他惟一的也是最后一次违抗蒋介石的命令。
几天来的准备和求生的本能，促使黄维仍很快下了决心，连夜突围。他毫不迟疑地下达了作战部署：
全军突出重围后，均立即赶往安徽风台，会合后再行集结。
10军方面：75师、114师残部向东突围，脱出重围向南奔蚌埠。18师向东北角突围。
18军方面：11师向西突围，由黄维、胡琏、吴绍周亲自指挥战车向前开路，118师及所有炮、工兵残余部队向西北突围。
命令一下达，第12兵团的所有官兵人人心情沉重，心里十分紧张。这次突围仅仅有大体上的目标和方向，谁也不知道具体的还有什么规定，大家只好作好了各自逃命的打算。到了后来，各部之间就都互不进行通信联系了，连电话线都拆了。
与此同时，对面我军的攻击部队也作好了准备，正严阵以待。15日上午，除了敌机在双堆集上空盘旋，急急地扔下几颗炸弹对我前沿阵地进行短暂的轰炸以外，几乎没有什么大的战斗。
下午，敌机开始对我军阵地狂轰滥炸，继而从各个方向都发现了敌人的密集纵队和大量敌人以坦克开路突围，有的后面还有不少车辆跟着。
根据敌人的队形判断，敌人突围的重点主要指向1纵。1纵司令员杨勇和参谋长潘焱一面向司令部报告，一面分头指挥作战。一时间，纵队指挥部里的电话铃声此起彼伏，捷报纷至沓来，都是这里俘敌几千人，那里缴获了多少枪炮。就在这时，1纵指挥部得到警卫连的报告，说是有辆敌坦克已冲到了指挥所东侧的公路上，同时，杨司令员、苏振华政委都听到了坦克发动机的隆隆声。他们判断，这可能是敌高级军官乘坦克突围，马上下令部队实施拦截，但敌坦克已经沿公路向西南方向驶去。
1纵果然没有判断错。黄维和胡琏虽然没有执行蒋介石的命令，但还是怕坐坦克在夜间行动得不到空军的支持，就在各部准备突围时，他们下午4点钟就命令11师和仅有的六辆坦克进行突围，黄维和胡琏各乘一辆，混在其他坦克里面往外冲。
哪想到我军早有准备，黄维和胡琏的提前行动，根本就没有让他的部队知道，这一来反而过早暴露了突围的企图。西线的枪声一阵紧似一阵，黄维无暇多想，决意以死相拼。
黄维、胡琏突围的枪声提前打响以后，第12兵团其他各部一得到消息也都乱冲乱撞、慌不择路地往外冲。
黄昏，天色渐暗，只剩下西边的一抹残阳似血。黄维只觉得今日的黄昏危机四伏，今日的黄昏不同于往日的黄昏，阵地上到处都是一阵紧似一阵的枪声。黄维的内心无比烦躁。
坦克在行进之中，黄维看到冲在最前面的两辆，一辆开入了河里，一辆陷进了堑壕，相继作了我军的俘虏。他见势不妙，掉头就往回开，连方向都来不及辨认。
突击了一夜，黄维也没能找到突破口，到处都在碰壁。眼看着天慢