军主力覆没，其强渡运河一部，也在运河西岸落败。
第二十五军因为掩护友军，遭受创伤。
第一百军之第四十四师渡过运河之后，没有遵令到碾庄集中，直奔八义集，也被解放军夹击歼灭。在这场序战中，黄百韜部即损失五分之一以上兵力。
黄百韜于兵团主力渡过运河后，召集各军长在碾庄开会。
多数人主张依照兵团既定部署，兼程前进，趁解放军主力尚未完全通过运河铁桥之前，撤向大许家。但有人坚持不走，要在碾庄凭藉第十三兵团已设阵地，跟解放军打上一仗再说。
恰巧国防部来一道电令：大意是黄百韜兵团未过运河，已受挫失，如继续行进，万一被解放军尾追，恐有被击破之虑。
当前行止，由黄百韜视状况自行决定。
如有必要，在碾庄集结整顿，打退敌人之后再走亦可。
黄百韜兵团便决定留在碾庄及其附近地区，固守待援。
陈毅也亲率其第一、二、四、六、九、十一、十二、十三、新八等9个纵队，向黄百韜兵团围攻猛扑。
解放军行军速度超出预料，在一日之内，华东野战军3个纵队，就攻佔碾庄与徐州之间曹八集等各据点要道。
11月9日，杜聿明回到南京，发觉国军主力还在徐州附近，黄百韜兵团且已被围。
前面所说在蚌埠附近决战之计划，已经不能实施。
11月10日下午，蒋在官邸会报中，核定国防部所提新作战计划，并嘱杜聿明即刻回徐州指挥执行。蒋以亲笔致函黄伯韜：「焕然司令官勋鉴：此次徐淮会战，实为我革命成败、国家存亡最大之关键，务希……同心一德，团结苦鬬……」
当晚，杜聿明即乘专机飞往徐州，因为飞机迷失方向，直到午夜以后才到徐州降落。
他见刘峙，并听取主管情报人员有关敌情报告之后，认为目前徐州四周，虽然都有解放军，但不可能都是敌之主力。
黄百韜见势不妙，希望李弥第十三兵团协助撤退。
李弥拿出刘峙命令，执意按计划回撤，拒绝援助。
此时徐州南方战况，由于宿县之孙元良第十六兵团北撤徐州，而协防宿县之刘汝明第四绥靖区也向南撤。
由于刘峙指挥慌乱，蒋决定11月10日把杜聿明调回任徐州剿匪总司令部副总司令兼前进指挥部主任，具体负责指挥作战；同时命令邱清泉第二兵团和李弥第十三兵团由徐州向东攻击，为黄百韜第七兵团解围。
在蚌埠，以第九绥靖区改组建第六兵团，以第四绥靖区改组建第八兵团，两兵团将协同沿津浦铁路两侧向宿县推进。至此，徐州、蚌埠战场国军兵力增加到80万人。
11月11日，华东野战军将第七兵团合围于碾庄地区。
11月11日晚，杜聿明带一批幕僚人员从南京飞抵徐州，指挥会战。
11月15日，蒋介石专派参谋总长顾祝同与国防部第三厅厅长郭汝瑰飞赴徐州督战，严促刘峙、杜聿明东进，以解黄兵团之围。
同日，刘伯承将徐州、蚌埠之间，位于津浦铁路线上的宿县攻陷，切断了徐、蚌之间连络，也阻绝由蚌埠、固镇、蒙城几路援军北进之通路。
顾祝同召开军事会议，决定三路并进，「打通津浦线」
鉴于徐蚌会战规模越打越大，11月16日，中国共產党中央军事委员会决定由中原野战军司令员刘伯承、华东野战军司令员兼政治委员（同时兼中原野战军副司令员）陈毅、中原野战军政治委员邓小平、华东野战军代司令兼代政治委员粟裕、华中野战军副政治委员谭震林组成淮海战役总前敌委员会。
刘伯承、陈毅、邓小平任常务委员，邓小平为书记。(07)
统筹华东、中原区事宜，临机处置一切。
国军第六兵团是刚编成，由甫从海州撤守之第九绥靖区司令官李延年出任兵团司令官，下辖三个源流不同之第三十九、五十四、九十六军。
第八兵团司令官刘汝明，下辖第五十五军、第六十八军，是冯玉祥西北军仅存之一支军队，多年来转战南北，师老兵疲，刘汝明带着这些子弟兵，有意无意想保存实力。
第六兵团和第八兵团欠缺企图心和攻击精神，战斗力参差。
国军统帅部令李延年向北攻击，收復宿县，前进打了一天，受到刘伯承强力阻击，攻势便告停顿。统帅部乃令黄维兵团迅速前进，先克宿县，再往徐州。
自11月13日起，徐州国军以邱清泉第二兵团和李弥第十三兵团协同攻击全力解第七兵团之围。开始时，粟裕令华东野战军第7、第10、第11纵队组成阻援兵团，由第10纵队司令员宋时轮、政治委员刘培善统一指挥，在侯集、林佟山至大许家地域，实行正面防御阻击徐州国军东援；以苏北兵团各纵队从徐州东南侧击第二、第十三兵团增援，在潘塘附近发生激战。
11月19日，华东野战军全力加快围歼第七兵团，至11月22日，华东野战军全歼第七兵团10万人，第七兵团司令官黄百韜阵亡。
11月22日，第二兵团被华东野战军阻于离碾庄12公里处大许家一线，无法突破。
国军第七兵团被歼灭后，由蚌埠进军的李延年第六兵团、刘汝明第八兵团担心被解放军攻击而拖延北进，造成黄维第十二兵团向宿县进军位置突出、孤立。
在解放军阻击下，3个兵团无法靠拢徐州，打通徐州—蚌埠间联系，形势对国军不利。
黄维兵团先头第十八军，于11月中旨初到达阜阳，后续部队亦络绎开到，它们稍作停休，即向蒙城进发。右纵队于11月15日到达蒙城，左緃队第十军同时到达涡河以东之西阳集，皆在涡河南岸。
夜间，第十八军完成渡河攻击部署，在蒙城东、西各10馀里处，选定两处渡河点，由第十一师和第一一八师分别强攻渡河。11月16日拂晓，强渡成功。
11月19日，最高统帅部严电第十二兵团「迅速北进赴援」。进到南坪集附近，遭到解放军坚决狙击，伤亡颇大。
黄维以其主力强渡澮河，企图击破解放军狙击，迅援徐州，但是希望完全落空。
他们渡过涡河后，发现解放军大纵深阵地，知道已鑽进口袋，乃于11月23日下午命其主力向澮河南岸退缩企图退到固镇去和李延年兵团靠拢。解放军趁其混乱之际，猛力合围，将黄维兵团12万人马压缩在以双堆集为中心，东西长20华里、南北宽15华里之地区内，形成一个严密包围圏。
中原野战军将从河南确山方向来援之国军第十二兵团阻止于宿县西南南坪集地区。
第二阶段
主条目：双堆集战役