自11月12日始，邱清泉、李彌兩兵團與共軍宋時輪兵團血戰至14日晚，僅僅向東推進了8公里，雙方屍如山積，邱清泉幾近絕望，他致電黃百韜，望其向西突圍，力爭雙方在八義集會師；然黃百韜已抱定必死之心，他下令全兵團在碾莊奮戰至流盡最後一滴血。

15日晚，邱清泉命令邱維達74軍由九里山經徐州東南的潘塘、雙溝襲擊宋時輪部的側後，形成前後夾擊。

同日晚，粟裕命令韋國清率領滕海清2縱、謝振華12縱、傅秋濤魯中南縱、中野11縱共8萬人經由潘塘襲擊邱清泉側後。

午夜時分，兩軍在潘塘遭遇，起始邱維達、韋國清均誤以為對方為小股遊擊隊，皆令部隊不必理會，加速前進；然韋國清發現道路另一側的敵軍竟然有戰車營、美式榴彈炮營，而邱維達也發現敵人的隊伍似乎無邊無際，而且雙方均默不作聲，紀律井然。壓抑的空氣中，一聲槍響，肉搏戰、白刃戰隨之展開，火拼至黎明，雙方都明白是與勁敵不期而遇了。

邱清泉立命舒榮12軍、高吉人70軍南下，增援74軍，杜聿明亦從徐州調張榮甲騎兵旅趕至潘塘，由邱維達統一指揮。徐東之戰，越打越大。

16日淩晨，共軍中野陳錫聯三縱攻佔宿縣，張績武被俘。津浦路就此斷絕，事後證明，宿縣失守，直接導致了杜聿明集團的全軍覆沒。

同日，自煙臺、葫蘆島輾轉而來的王伯勳39軍到達蚌埠；

17日清晨，韋國清兵團在70軍、74軍猛攻下不支後退；自北至南，李彌、邱清泉、邱維達三路並進，終於東進至大許家一線，距離碾莊已不到20公里。

當日晚，黃維兵團擊退中野楊勇一縱的阻擊渡過渦河；劉汝明兵團奉命北上企圖奪回宿縣。

粟裕嚴命王建安不惜一切代價，三日內必須殲滅黃百韜兵團；同時嚴命宋時輪、韋國清，在大許家一線不得再退後半步。

44軍軍長王澤浚是四川大軍閥王纘緒次子，四川諸軍閥中，最為反共便是楊森和王纘緒。憑心而論，44軍雖是碾莊之戰最先倒下的，但他們也盡了最大力量了。

碾莊之戰，血戰至11月18日，負責南線防禦的44軍150師已和軍部、兵團司令部失去聯繫，看著屍橫遍野的戰場，150師師長趙壁光率最後的一個團選擇了放下武器；奮戰不息的王澤浚，其軍部指揮所被共軍炮火擊中，王澤浚被掩埋於廢墟之下，終被共軍所擒；該軍162師於當晚覆沒，師長楊自立受傷被俘。1952年，楊自立被殺害，王澤浚1974年病逝于北京秦城監獄；其父王纘緒在王澤浚被俘時，時任重慶綏署副主任，曾寫公開信給毛澤東，希望毛釋放其子；1957年企圖越境至香港，未果被捕，1960年絕食自盡于成都監獄。

徐東戰場上，短兵相接的潘塘之戰，國軍雖然獲勝，但邱清泉、邱維達都在想，共軍為何在此地集結如此多的兵力？他們想幹什麼？於是，邱清泉將隴海路正面的進攻交給了李彌，第二兵團各部則對南端的狼山、鼓山展開掃蕩，粟裕再調張翼翔一縱、孫繼先三縱投入韋國清兵團。整個徐東戰場，空中及地面炮火將每一村落、山頭幾夷為平地；邱清泉、李彌組織官兵不分晝夜發起整團整營的集團衝鋒，雙方寸土必爭，戰況慘烈之至。

11月19日晚，杜聿明決定讓最後的預備隊、躍躍欲試的余錦源率其72軍及剿總趙志華戰車團加入對大許家的惡鬥。

20日晚，72軍在付出重大犧牲後，終於攻佔大許家，距離碾莊只有最後的15公里；

 21日上午，共軍終於攻佔碾莊，第七兵團的命運已到最後時刻。黃百韜下令各部分路突圍，各自求生。周志道率100軍僅剩的63師向西突圍，最終該軍副軍長楊蔭、參謀長崔廣森、63師師長盛超被俘，周志道身負重傷被其警衛營奮死救出，在麻穀子村與第8軍170師會合。

25軍軍長陳士章、該軍108師師長李世鏡突圍成功，與周開成第8軍會合；

黃百韜率領25軍副軍長楊廷宴、第七兵團參謀長魏翱及其警衛團撤至64軍軍部所在地大院上。

25軍沒有突圍的部隊，在40師師長曾正我率領下，在尤家湖繼續抵抗，21日夜，25軍終於全軍覆沒，曾正我及25軍參謀長陶修被俘；

非常遺憾，國軍自攻克大許家後，再未能前進半步，一方面是共軍的頑強阻擊，一方面李彌、邱清泉等被碾莊突圍的25軍、100軍官兵敘述的慘狀所震撼，加上自己親歷的徐東之戰之慘烈。不約而同，11月21日中午時分，李彌和邱清泉都選擇了停止前進；而陳士章向周開成借了三輛坦克，又奮勇沖入了碾莊，他沒有發現黃百韜……

22日晨，共軍對包圍圈里仍在堅持奮戰、最後的一支部隊---國民革命軍64軍發起總攻，劉鎮湘穿上中將禮服，佩戴勳章，進行最後的戰鬥。

22日傍晚，64軍156師覆沒，師長陳慶斌、第七兵團參謀長魏翱、第64軍參謀長黃覺、兵團部情報處長廖鐵軍等被俘。

此刻，黃百韜對64軍軍長劉鎮湘、25軍副軍長楊廷宴、64軍副軍長韋德、159師師長劉紹武等說道：“我年老了，而且多病，做俘虜我走不動，而且難為情。我犧牲以後，使別人還知道有忠心耿耿的國民黨人，或可讓那些醉生夢死的人醒悟過來，國民黨或者還有希望。你們年齡還輕，尚有可為，希望你們突圍出去，再為黨國做點事。”

劉鎮湘、韋德等走後，黃百韜結束了自己的生命，楊廷宴掩埋其屍體後，做好標記，後輾轉逃回南京，將黃百韜埋屍點告知黃夫人柳碧雲，後以死士十餘人潛返共區，1949年1月17日將其遺體送至南京，國防部參謀次長李及蘭、海軍總司令桂永清、聯勤總司令郭懺、南京市長騰傑等親至下關碼頭迎靈； 1月26日國葬于南京太平門外蔣王廟，明代歧陽王李文忠墓之後方。由於墓碑書“黃煥然之墓”，且地處明孝陵周邊，因而文革時期被誤認為古人之墓而得倖免。至今，黃百韜之後人，每年清明都親往祭掃。