我軍對雙堆集地區黃維兵團的圍攻，既有軍事上的圍殲戰，也有政治上的攻心戰，而這種政治上的攻心戰，正是我軍克敵制勝的重要武器之一。
就在廖運週起義、敵人的軍心越來越動搖的時候，毛澤東寫了兩篇重要的廣播稿，不斷地通過陣地廣播和散發傳單等各種形式向黃維兵團的官兵們傳送。
其中的一篇是在11月27日以中國人民解放軍總部的名義寫的：
人民解放軍現在已經把你們完全包圍住了。你們已經走不出去了，你們的命運已經到了最後關頭。為你們自己設想，為人民設想，你們應當趕快繳械投降。馮治安的4個師已經起義了，黃百韜的10個師已經消滅了，此外還有4個師被消滅了。
蚌埠的李延年、劉汝明已被我軍阻隔，不能援助你們。蔣介石是完全沒有辦法的。你們可知道，前些天，在碾莊圩被圍的黃百韜兵團不是等著徐州的援助嗎？蔣介石一天數令催迫邱清泉增援，結果走了11天，只進了30多里路，眼看著黃百韜被消滅。你們現在的情形，比黃百韜更壞，你們離徐州更遠，你們從南陽趕到宿縣附近的南坪集走得太辛苦了，你們還能再打下去嗎？不如早些繳槍，少死些人，留著活命，替中國人民做點工作。人民解放軍的寬大政策你們是知道的，無論是不是蔣介石的嫡系，只要放下武器，就給以寬大待遇，不論官兵，一律不殺不辱。你們的王耀武、范漢傑、鄭洞國及其他一切被俘將領，都在我們這裡住得好好的，其中許多人已經放回去了，還有許多人我們準備放他們回家。你們都是中國人，何必替美國人打仗呢？中國人民反對蔣介石的內戰獨裁賣國，你們何必替蔣介石等少數反動派賣命呢？時機緊迫，犧牲無益，你們應當立即放下武器。南京政府已經搖搖欲墜，黃維兵團11個師的將軍們，軍官們，士兵們，趕快掉轉槍口，和我們一道打到南京去吧！
也在同一天，毛澤東還以劉伯承和陳毅兩位司令員的名義寫了另一篇廣播稿，向黃維兵團的廣大官兵廣播：
國民黨十二兵團司令官黃維將軍所屬全兵團官長士兵們：
你們和我們都是中國人。你我兩軍現在在打仗，我們包圍了你們。你們如此大軍，僅僅佔住縱橫10多華里內六七個小村莊，沒有糧食，沒有宿營地，怎麼能夠持久呢？不錯，你們有許多飛機、坦克，我們這裡連一架飛機一輛坦克也沒有，南坪集的天空是你們的，你們想藉這些東西作掩護向東南方向突出去。但是你們突了兩天，突破了我們的陣地沒有呢？不行的，突不出去的。什麼原因呢？打仗的勝敗，不決定於武器，而決定於人心。我們的士兵都想打，你們的士兵都不想打，你們將軍們知道嗎？還是放下武器吧。放下武器的都是生路，一個不殺。願留下的當解放軍，不願留的回家去。不但對士兵，對下級軍官、對中級軍官是這樣，對高級軍官也是這樣，對黃維也是這樣。替國民黨貪官污吏打仗有什麼意思呢？你們流血流汗，他們升官發財。你們送命，他們享福。快快覺悟過來吧，放下武器，我們都是一家人。打內戰，打共產黨，殺人民，這個主意是蔣介石和國民黨定下的，不是你們多數人願意的，你們多數是被迫打仗的。既然如此，還打什麼呢？快快放下武器吧！過去幾天，我們還只是佈置包圍陣地，把你們壓縮在一塊豆腐乾內，還沒有舉行總攻擊。假如你們不投降，我們就要舉行總攻擊了。我們希望黃維將軍依照長春鄭洞國將軍的榜樣，為了愛惜兵士和乾部的生命起見，下令投降。如果黃維將軍願意這樣做，著早派代表出來和我們的代表談判投降辦法，你們保證有秩序的繳槍，不破壞武器和裝備，我們保證你們一切人的生命安全和隨身財物不受侵犯。何去何從，立即抉擇。切切此佈。
在這兩篇廣播稿和其他政治攻勢的作用之下，包圍圈中的國民黨官兵紛紛向我軍投誠。就在雙堆集地區的包圍與反包圍的戰事進行得相當激烈之時，戰場上又發生了敵八十五軍二十三師師長黃子華率領全師官兵向我中原野戰軍投誠的事件。
八十五軍本來也是蔣介石的嫡係部隊，但在編入十二兵團之後，由於它原來不是屬於土木系，在十二兵團中有了十八軍的高高在上，相形之下，八十五軍也就成了嫡系中的二流部隊。當廖運周率領一一零師起義之後，八十五軍就只剩下了兩個師。包圍圈中的日子是難過的，黃百韜兵團被全殲的消息，杜聿明率軍南下被阻的消息，更加深了官兵們心中的危機感。特別是包圍黃維兵團的中野和華野的前線部隊強大的政治攻勢，對八十五軍官兵的思想產生了不小的影響。當時，我軍在陣地上不斷喊話，散發傳單，還將俘虜的國民黨官兵陸續放回，這些俘虜大講解放軍的寬大政策，對八十五軍更是產生了難以估量的影響。
二十三師進入包圍圈之後，原來還集中駐在一個叫小王莊的村子裡。可是黃維鑑於廖運週的起義，對整個八十五軍都感到不放心，不僅在安排陣地時將他們放在最外面的一道防線，讓十八軍在他們的背後，既讓他們打頭陣，又讓十八軍監視他們。二十三師要往後邊走必須事先徵得十八軍的同意。如果要進入十八軍的陣地，還要受到十八軍的盤查。更嚴重的是將二十三師分割使用，使得上下聯繫不通，對空的聯絡電台也被禁用。由於二十三師處於雙堆集東南方最前沿的陣地上，白天靠飛機掩護才敢有所活動，晚上則必須組織若干小分隊不斷巡邏，以防解放軍夜襲。據黃子華師長後來說：
解放軍窺破了我們的企圖和弱點，起初則設伏阻擊，使我們不敢深入。以後摸清了我們的規律，則把路敞開，不僅對我遊巡部隊不加阻攔，反而在必經道路的要點上，放置食物和信件。信件內容大意是：朋友們，你們肚餓嗎？麵餅、白饃嚐一點吧。這封信請帶交你們上級……這種情況在官兵中互相轉告後，戰鬥情緒更加低落。傷病官兵逐漸增多，無處收容，起初尚利用掩蔽部，到後來，就只好將傷病官兵放置在陣地附近的寒冬露天下，情景很慘。同時，從解放軍方面釋放回來的士兵，講述解放軍如何優待俘虜，治傷醫病。兩相對比，官兵普遍發生動搖，人人產生我們究竟在為誰拼命的疑問。
就在這種局面下，十八軍還仗恃自己的王牌地位處處給二十三師小鞋穿，當二十三師出現困難時非但不給以任何幫助，反而在掃除射界、構築工事時明目張膽地損害二十三師的利益。按照黃維的“蹂躪戰術”，當時要破壞解放軍的戰壕，最有效的手段是利用坦克去碾壓。可是，兵團部在安排坦克時，總是優先照顧十八軍，而二十三師陣地對面的解放軍戰壕已經快挖到二十三師的前沿陣地了，黃子華一再要求兵團部派坦克前來掩護自己的部隊出擊，破壞解放軍的戰壕，都未得允許。
黃子華最後說出了“這種威脅如不能解除，逼得我只有繳械了”的話，才派來三輛坦克，繞了幾圈就開走了。由於解放軍的戰壕距二十三師的陣地太近，攻擊力量不斷加強，二十三師的新兵團團長何企竟被解放軍抓了俘虜。
在這種情況之下，黃子華的思想逐漸對繼續打下去產生了強烈的動搖。促使他下定決心棄暗投明的原因有以下幾個：一是與他很熟悉的廖運周率一一零師起義，二是在十二兵團中受歧視的處境，三是在包圍圈中日益惡化的生存環境。二十三師在糧食緊缺的時候，只能靠空投接濟和殺馬充飢。但是，燃料是一個大問題。當把一切可以燃燒做飯的燃料都燒完之後，就只能到處尋找墳墓，挖掘棺材作燃料。駐地就只有那樣寬，挖墳掘墓也只能對付幾天。棺材也燒完了，就只能依靠空中投下來的熟食。可是，空投的東西太少，二十三師又搶不過十八軍和另兩支土木系的十軍、十四軍。而就在這時，距他們前沿陣地很近的解放軍官兵竟然將熱氣騰騰的米飯給他們端到陣地前面。當初，有的士兵吃完飯後就把碗缽摔掉，解放軍官兵也只是一笑走開，以後仍然不時給他們送來熱氣騰騰的米飯。在那嚴寒而飢餓的時刻，口中吃著熱氣騰騰的米飯，眼中看著陣地前面豎立著貼在門板上的大標語：“歡迎起義投誠”，“優待俘虜，不殺不辱”，二十三師官兵的思想怎能不動搖！
就在這關鍵時刻，廖運週托釋放回來的俘虜給黃子華捎來了親筆信，明白勸誡他：“起義是光榮的，解放軍不咎既往。”很快，他又看到了幾天前被俘的新兵團團長何企所寫的勸他盡快選擇光明前途的信。
何企的信是陣地上送來的，副師長周卓銘已經先拆開看了。周卓銘在給黃子華看信時，就很明確地說：“我們不能坐以待斃，一一零師能起義，為什麼我們不能！”既然副師長都是如此態度，黃子華就不能不慎重考慮了。於是他召集了全師團以上軍官緊急會議，將何企的來信給大家傳看，然後讓大家表態。出乎黃子華意料的是，全體軍官竟是一致同意棄暗投明，為全師弟兄求一條生路。於是，黃子華立即派副官楊耀華到解放軍陣地與解放軍聯繫。楊耀華很快回來，說解放軍熱情誠懇，並派來了聯絡人員。於是，二十三師在第二天，派出六十七團團長楊正堂為正式代表去與解放軍方面進行了正式談判。解放軍方面也派代表過來與黃子華進行了正式談判。雙方對陣前投誠的若干具體事項達成了一致協議。
12月9日夜9時半，二十三師按照與解放軍方面達成的投誠協議和有關規定，在將自己的陣地進行破壞並拆去一切通信設施之後，全部脫離陣地，開赴解放軍所指定的地點。這次參加投誠的除了二十三師的三個團之外，還有願意與二十三師共同行動的八十五軍二一六師六四八團的殘部、八十五軍直屬輜重團和衛生大隊各一部分，共約1萬人。
二十三師的陣前投誠，不僅再一次動搖了黃維兵團的軍心，還將黃維兵團的防禦體系撕開了一個缺口，為我軍對黃維兵團發動總攻起到了不小的作用。