如果我們看一下當時的各種材料就會知道，蔣介石對於黃百韜這樣的部下，並不是不救的，對於黃百韜兵團的處境也是完全了解的。更何況，如果黃百韜兵團被消滅，徐州的兩翼就被斬斷了一翼，防禦體係就會崩潰，這一點蔣介石也是完全清楚的。所以，當蔣介石知道黃百韜被圍之後，曾經多方命令部下要解救黃百韜。當他在11月10日第一次得到黃百韜被圍的消息時，就明確指示顧祝同“一定要解黃兵團之圍”。當他決定重新派杜聿明到徐州擔任指揮時，又對杜聿明說：“你到徐州，一定要解黃百韜之圍。我已經把飛機替你準備好了，你今晚就去，分秒必爭。”
杜聿明到了徐州之後，心中考慮的首要大事，也就是如何解救黃百韜。一來這是整個戰局所必須，倘若黃百韜兵團完蛋，徐州防禦體係就被砍斷了一翼，而且會大大動搖軍心。二來這是蔣介石和顧祝同的多方囑咐。三來，他杜聿明對國民黨軍界中很多人都沒有放在眼裡，但對黃百韜這個沒有進過黃埔的雜牌出身的將軍卻頗有好感，除了黃百韜一貫作戰勇敢之外，當年他在廬山受訓時，和黃百韜是上下舖，雙方談到軍事上的很多問題都頗有同感，故而兩人之間關係融洽，雖未明言但在心中都相互傾慕。有了上面幾方面的因素，杜聿明對於援救黃百韜的確是盡力而為的。在經過了一番討論之後，杜聿明決定以孫元良的十六兵團守備徐州，以“剿總”直屬的七十二軍為總預備隊，而以邱清泉的第二兵團和李彌的第十三兵團立即向東進發，前往碾莊地區援救黃百韜兵團。
李彌兵團原來就在徐州以東地區，邱清泉兵團則急忙從徐州以西的碭山地區趕往徐州東南。 11月13日上午，邱清泉兵團和李彌兵團完成了攻擊準備，遂在空軍的支援下向堅守在碾莊與徐州之間的華東野戰軍發起進攻。從北到南，李彌的九軍從楊莊地區、八軍從古山地區，邱清泉的五軍從大壩地區，同時向東進攻。邱清泉和李彌兵團的作戰地區是以隴海為界，李彌在北，邱清泉在南。稍後，邱清泉的七十軍從南邊的潘塘地區也向東進攻。我華東野戰軍則以從賈汪插過來的十縱在北邊，七縱在中間，蘇北兵團從南邊北上，十一縱在南邊，分別阻擊敵人。
邱清泉的新五軍是杜聿明的老家底，蔣軍的五大主力之一，是所有國民黨軍隊中最早使用全部美式裝備的一個軍。他們不僅有各種重砲和裝甲車，還有當時還很罕見的火箭炮和火焰噴射器，全軍4萬餘人，士兵都是用的美製湯姆遜衝鋒槍和伽蘭德式步槍，戰鬥力很強，在解放戰爭的頭兩年，在對我解放區的進攻中確實威風過幾下子，一直還未曾受到過較大的打擊，所以相當狂妄。淮海戰役前夕的1948年9月，以五軍為基礎，組建了第二兵團，其下有五軍、十二軍、七十軍、七十四軍共4個軍，邱清泉出任兵團司令。邱清泉此時竟口出狂言，“要在這次會戰中建立功勳，做全國軍隊的榜樣”。為了表示他對蔣介石的效忠，他於10月中旬在碭山搞了一次國民黨軍隊中別開生面的類似於賭咒發誓的“宣誓”活動，全兵團竟然搞了3天才搞完，誓詞中有“不逃跑，受傷不退，被俘不屈，如有違背，天誅地滅，雷打火燒，男盜女娼，紅炮子穿心”的話。他的參謀長李漢萍說“男盜女娼，紅炮子穿心”這樣的話太不倫不類，有如青洪幫味道。邱清泉卻說：“當兵的最怕的就是'紅炮子穿心'、'男盜女娼'，這樣說至少可以振作一下士氣。”由此可知，邱清泉為了在淮海戰役中打兩個勝仗，真是什麼辦法都用盡了。這一次向東援救黃百韜，他仍然以他的老家底五軍打頭陣，沿隴海路在中線進攻。
邱清泉和李彌的部隊都屬於蔣家嫡系，裝備好、火力強，仗一打開，上面有空軍的轟炸掃射，地面有山炮、野炮、榴彈砲等重砲齊發，炮火下的村莊基本上都被轟成瓦礫。可是在我華野官兵的頑強抵抗之下，第一天只前進不到7公里，第二天則基本上沒有什麼進展。到了晚上，強大的火力發生不了多大作用，不少地方又被善於打夜戰的華野奪了回去。為了加強進攻力量，蔣介石將他的兒子、時任國民黨軍隊裝甲兵司令部參謀長的蔣緯國也派到前線來指揮坦克部隊作戰（主要是督戰），可是坦克也未能幫上邱清泉和李彌的忙。兩天打下來，邱清泉的驕橫之氣一下子被華野打蔫了，知道這一仗不會給他帶來什麼好處，進展也就慢了下來，以至空軍向蔣介石告狀，說“邱清泉畏敵怯戰，按兵不動”。蔣介石一聽，立即在11月15日下午給杜聿明下了死命令，要他催促邱清泉在一天之內必須佔領大許家，否則“軍法從事”。不僅如此，蔣介石還派顧祝同和郭汝瑰在11月15日趕到徐州督戰。顧祝同一見到杜聿明就質問：“敵軍只不過兩三個縱隊，為什麼還打不動？”身處第一線的杜聿明也不買賬，立即回敬說：“打仗不是紙上談兵，畫一個箭頭就可以達到目的地，況且敵人已先我佔領陣地，兵力也陸續增加，戰鬥非常頑強，每一村落據點，都得經過反复爭奪方可攻占。”在多年以後，杜聿明認為，當時不僅是他，也包括顧祝同，都在一個問題上犯了一個大錯誤，就是在對大局的估計上，“並未料到解放軍已有一半以上兵力擔任阻擊打援，並準備在淮海戰役中實行戰略決戰，消滅國民黨軍”。
不過，氣可以發，在蔣介石與顧祝同的逼迫下，杜聿明還是不得不想法加快推進的速度。為了督促部隊，顧祝同、杜聿明都上了邱清泉的前線指揮部。在整個蔣介石軍隊的戰史上，參謀總長、戰區最高指揮官和主力兵團司令官三人一道上前線，這是絕無僅有的一次，更何況在前線還有蔣介石的公子蔣緯國。
既然顧祝同、杜聿明都到前線督陣，杜聿明又給邱清泉下達了“即日以有力部隊，不顧一切犧牲，鑽隙迂迴，向大許家突進。限在一日之內確實佔領大許家，以解黃百韜之圍，違則軍法從事”的死命令。邱清泉為了打開無法前進的僵局，也為了在顧祝同和杜聿明面前露一手，他根據杜聿明關於“鑽隙迂迴”這一句話，決定出奇兵，來一個側翼迂迴。 11月16日，他命令邱維達七十四軍（七十四軍不是邱清泉的老部隊，是原國民黨軍隊五大主力之一的整編七十四師，該師在著名的孟良崮戰役中被山東解放軍全殲，師長張靈甫被擊斃。這以後，按原番號重新組建了七十四軍，屬於新編的非嫡係部隊，昔日的五大主力地位已經不再）從徐州東南方的潘塘經雙溝向土山鎮方向急進，想從華野的側背迂迴，進行側擊，目標是直指大許家。在杜聿明看來，這一步棋雖然是一著險棋，但是如果得逞，將會起到很好的效果。在邱清泉看來，這一著險棋如果得逞，功勞是他的，如果失敗，七十四軍不是他的基本部隊，被消滅了也無所謂。
杜聿明和邱清泉萬萬未能料到，七十四軍剛一展開進攻，這支“奇兵”就遭到強大兵力的迎頭痛擊。這是因為，粟裕早已看到了南線的重要，他在安排四縱、六縱、八縱、九縱、十三縱這5個縱隊圍攻黃百韜兵團的同時，對於毛澤東所提出的要以多數兵力打援的方針的重要性體會得十分深刻，他不僅安排了七縱、十縱和十一縱這3個縱隊在正面打援，阻擊邱清泉和李彌兵團，還安排了另一批部隊在徐州東南。這批部隊既是作為打援的側翼，必要時又可以從東南方進擊徐州、攻占徐州當時和外界唯一的聯繫通道飛機場（潘塘以北向西就是徐州的空軍基地）和切斷津浦線。粟裕在這裡投入了以華野蘇北兵團為基礎的由韋國清統一指揮的5個縱隊的兵力，這就是華野葉飛的一縱、滕海清的二縱、陳慶先的十二縱、傅秋濤的魯中南縱隊，還有隨華野行動的中原野戰軍十一縱。這5個縱隊的10萬大軍自圍攻黃百韜以來，一直還沒有大的行動，也沒有引起杜聿明和邱清泉的重視。粟裕這兩天考慮到杜聿明從徐州向碾莊方向的進攻十分猛烈，使華野打阻擊的部隊壓力很大，消耗很大。為了減輕徐州東面阻擊部隊的壓力，粟裕決定使用蘇北兵團從房村、潘塘的路線，在側背直攻杜聿明東援部隊的後路，殲其一部，迫使杜聿明不得不西顧徐州。
韋國清指揮的這5個縱隊是在11月15日得到粟裕命令，經房村向潘塘前進，準備攻占飛機場，對邱清泉進行迂迴側擊，作為打援的側翼以減輕隴海路一線我擔任正面阻擊任務的3個縱隊的壓力。所以，雙方都打算在南線搞迂迴側擊，而且在時間上碰到了一起，就在潘塘相遇了。
於是，韋國清在這裡打了一場有點異常的惡戰。
說這一仗有點異常，是因為這一仗剛開始打響時的情況相當特殊。
由於雙方都未能估計到在這個時間、這個地點對方會有大部隊展開，所以當兩支軍隊於16日凌晨在公路上相遇時，敵七十四軍軍長邱維達以為是遇上了“土老四”（國民黨軍隊對新四軍的蔑稱），根本未放在眼裡，叫部隊不要理會，急速前進。而我方指揮員韋國清也以為是遇上了國民黨的地方武裝，不值一顧，也叫部隊不要理會，全速前進。直到雙方在夜色中在同一條公路上擦肩而過向對方後方走了整整2.5公里，雙方才都覺得不對頭，才都覺得是遇到對方的大部隊了，而對方的目的肯定是要去奇襲自己的後方。這樣，國共雙方的兩支都想從側翼迂迴的“奇兵”算是奇蹟般地碰到了一起。雙方都下令展開進攻，雙方部隊也就如同黑夜中的兩條長蛇一般扭在一起打了起來，在以潘塘為中心的數十里範圍內形成了一個難分你我的巨大的旋渦。我軍距邱維達的司令部實際上不到1.5公里，而敵軍距我二縱的司令部只隔一條溝。天亮之後，情況都清楚了，雙方也都把情況報告了自己的指揮部。杜聿明一聽，大驚失色，他未能想到他的奇襲竟開始就被打破。粟裕聽到報告之後，則是一陣驚喜，他命令韋國清堵住七十四軍，保證圍攻碾莊的勝利。
七十四軍當然不是我軍5個縱隊的對手，處於極其被動的劣勢。杜聿明和邱清泉又調第七十軍的九十六師、第十二軍的一一二師投入支援，還是無法接近大許家。打了一天之後，七十四軍和前往支援的部隊根本無法前進一步，非但沒有起到任何側擊的作用，反而被擊潰而後退，只好退回潘塘。
11月17日，由於華野打算迂迴進攻的目的已經被敵所阻，奇兵已經不奇，而阻擊七十四軍的任務又已完成，為了保證完成圍攻黃百韜兵團的主要任務，粟裕電令韋國清不必再向前進攻，也無須進入潘塘，而是將部隊撤回曹八集一線。這樣，七十四軍也就避免了被消滅的命運。
僅僅5天的東援作戰，使邱清泉嚐到了華東野戰軍的厲害，從此再也不敢輕易冒險，大話也不敢再說，而改為向杜聿明叫苦。李彌這次作戰也是相當賣命的，可就是打不過去。
11月18日，他親自指揮第八軍進攻一個叫麻穀子的小村莊，先是由空軍用500磅的重型炸彈炸，用燃燒彈燒，再用野炮轟，小小的麻穀子村完全成了一片火海。這時，李彌認為“只要搜索一下就可以佔領了”。可是當他派出的部隊在戰車的掩護下進村時，火海殘墟中又射出了一排排的子彈，再次將李彌的軍隊打退。當時李彌不得不對第八軍軍長周開成說：“他們是人不是神，就是鋼鐵也要融化，為什麼能這樣頑強呢！”
華東野戰軍擔任正面阻擊任務的3個縱隊是由成鈞任司令員的七縱、宋時輪任司令員的十縱、胡炳云任司令員的十一縱，三個縱隊由宋時輪統一指揮。在戰前的動員會上，宋時輪說：“我們和國民黨打了20多年的仗，現在是進行決戰的時候了。蔣介石眼看黃百韜兵團被圍，下令徐州'剿總'派邱、李兵團死命東援，以挽救他統治人民的看家本錢。根據中央和毛主席的指示，華野前委決定除了以6個縱隊投入圍殲戰以外，以8個縱隊在徐州東面、東南面打援。我們有萊蕪戰役、魯南戰役、開封戰役、睢杞戰役歷次打援的經驗，我們一定能完成阻援任務。”部隊黨委向全體指戰員提出了“不怕疲勞，不怕寒冷，把工事做得牢靠”；“寸土必守，寸土不讓，堅決守住陣地”；“抓緊戰機出擊，殲滅敵人”等號召。上下齊心，相互配合，死拼死守，在南邊的一縱、二縱、十二縱的配合下，硬是以敵人難以理解的英勇與頑強，成功地打垮了敵人多次進攻，遏制了敵軍開始東進時的瘋狂勢頭，阻擊了敵人攻擊前進的速度。我十縱的一支部隊在團山與李彌的第九軍作戰時，一直打到全部犧牲，才放棄了陣地。曾經驕橫不可一世的邱清泉在我十縱的堅決阻擊面前也不得不公開讚譽說：“排炮不動，必是十縱。”從此，十縱擅打阻擊戰的名聲遠揚。
在這場阻擊戰中，國民黨軍隊雖然投入了5個軍的兵力，但是主力是放在中路的號稱五大主力之一的第五軍。我軍擔任正面阻擊任務和五軍對抗的，是華東野戰軍七縱、十縱和十一縱。
邱清泉指揮的第五軍是蔣介石的五大主力之一，是國民黨部隊所組建的第一個全部美式機械化軍，這支被稱為“天之驕子”的部隊在杜聿明任軍長、邱清泉任師長時，在1939年的廣西崑崙關之戰中，擊敗了日寇王牌軍第五師團二十一旅團，擊斃日寇4000餘人（佔該旅團的85％），威震全國，奠定了第五軍在整個國民黨軍隊中不可動搖的主力軍地位。後來在遠征緬甸時，又屢建奇功（聞名中外的中國遠征軍的英雄戴安瀾就是第五軍二零零師師長，在戴安瀾師長的追悼大會上，毛澤東、周恩來、朱德、彭德懷分別送了挽詩、挽詞或輓聯，2009年由中共中央宣傳部等11個部門聯合組織評選“100位為新中國成立做出突出貢獻的英雄模範人物”，戴安瀾名列其中）。在參加內戰之後，第五軍由於裝備好、火力強，雖然在鉅野戰役、孟良崮戰役、豫東戰役中連續幾次敗在劉伯承和陳毅手下，但是尚未受到我軍的毀滅性打擊，還保存了相當實力，故而攻擊意識還相當強。加之在國民黨軍隊中以作戰悍勇著稱而有“邱瘋子”之稱的邱清泉在蔣介石和杜聿明的督促下還組織了督戰隊和敢死隊，所以曾經幾度對我軍造成了不小的壓力，給我軍帶來了不小的傷亡。孫莊之戰就是其中的一例。
11月16日，第五軍四十五師在師長郭吉謙的指揮下，沿隴海路向東進攻，在鐵路以北的孫莊受到華野十一縱的頑強抵抗。十一縱守孫莊的是一個團，全團戰士在團長邢永生、政委龍飛虎（這就是在革命回憶錄中多次見到的那位曾經長期擔任毛澤東和周恩來警衛與副官的龍飛虎，1948年5月他要求到第一線殺敵，故而來到了華野）的率領下，堅守陣地一天一夜，沒有後退一步。四十五師先用一個團，以後增加到三個團，在空軍不停的轟炸、掃射支援下反复衝擊，可是孫莊就如鐵釘釘在木板上，絲毫不動。邱清泉親自來到陣地督戰，也無任何效果。
17日，杜聿明也親自登上苑山督戰，看他最得力的老部下邱清泉有何辦法。在砲兵用大大小小的高爆彈、殺傷彈、凝固汽油彈、黃磷燃燒彈的強轟與燃燒之後，敢死隊沖進去又被解放軍的步槍、機槍、手榴彈、迫擊砲組成的火力網打了出來，反复十幾次。邱清泉的雙眼殺紅了，下令郭吉謙以“拿下孫莊，士兵重賞大洋30塊，軍官連升3級”的誘餌組織了整整兩個營的敢死隊，以100輛美製35噸謝爾曼坦克打先鋒，敢死隊在後跟進。這時的孫莊里邊先是一片寂靜，突然間，從殘垣破牆之中衝出了一隊隊負傷掛彩的解放軍官兵，前邊的手中抱著炸藥包，在地上滾動前進，然後就緊貼著坦克拉響了炸藥包。有的戰士則是爬上坦克，掀開坦克的頂蓋，將手榴彈塞進坦克的駕駛艙，然後死死壓住坦克頂蓋，讓手榴彈在坦克內炸響。在一陣陣爆炸聲中，手持刺刀的解放軍官兵跟坦克後面的敵敢死隊拼刺刀，幾百把刺刀竟把敵人的兩個營敢死隊全部趕了下去。這支拼刺刀的隊伍是這個團的全部指戰員，只要還能和敵人拼的全都上來了，從團長、政委到炊事員、飼養員，全部投入了和敵人的肉搏戰。五軍用重金買來的敢死隊員硬是被我軍基本上是傷員手持的刺刀嚇退了。邱清泉眼見他最後的一手也在杜聿明的面前失靈，氣得命令敢死隊後面的督戰隊“給我掃死這些廢物”！在邱清泉的命令下，督戰隊的重機槍當著杜聿明的面掃射了起來，退出孫莊的敢死隊員一片一片倒在了村外。
當杜聿明站在苑山上看著被硝煙與烈焰吞沒的孫莊時，曾經這樣說道：“共軍呀共軍，你就是一塊鋼鐵也該熔化了，就是一塊頑石也該粉碎了！”可是這時他卻不能不說：“這是些什麼部隊，難道說他們不是血肉之軀！”
我華東野戰軍的指戰員就是以這樣的大無畏精神，打得邱清泉不敢輕舉妄動了，李彌也跟著邱清泉停了下來。粟裕根據整個戰場上的局勢判斷，圍殲黃百韜兵團已經有了把握，阻擊邱清泉兵團和李彌兵團也已成功。可是，粟裕還想在運動中消滅敵人更多的有生力量，不可能就這樣讓邱清泉和李彌輕鬆地停下來或者縮回去，讓其實力保存下來。
這時，毛澤東也電示粟裕，可以將原來“阻援打黃”的打法改變為“圍黃打援”。
11月17日，粟裕採取了一個大膽的誘敵深入的行動，他命令3個阻援縱隊有意從雙樓、前場、狼山一線向東後撤，給敵人一個我方力量已經削弱，不得不後撤的假象。用這一假象將邱、李兵團向前拉動，使其遠離徐州老巢，以便我軍在阻援的同時更多地加以消滅。我軍這一後撤，果然使劉峙和杜聿明上當，誤認為邱清泉和李彌已經取得了決定性的勝利，誤認為他們的援救計劃即將成功，一方面向蔣介石上報“徐東大捷”的“喜訊”，一方面命令邱清泉和李彌發動“全線追擊”。可是我軍根據粟裕的指示，事先就做好了在敵人追擊中殲滅敵人的充分準備，誘敵深入，在運動中與敵人激戰一晝夜，退至小塔山、大許家、小朱莊、白塔一線之後就築好陣地，再不後退一步，再次打響了阻擊戰。
這一晝夜的戰鬥，消滅的敵人比前四天總計還要多，在不到一周的時間中，敵方兩個增援兵團的一線部隊均已傷亡過半。
邱清泉無法前進，李彌更是無法前進，這兩個兵團一直打到黃百韜兵團覆滅為止，也未能越過大許家一線，與黃百韜兵團就只隔不到15公里的距離，槍砲之聲相聞，卻只能眼睜睜看著黃百韜兵團被消滅。