1948年的11月下旬到1949年的1月上旬，在整個徐州地區的戰場上，我軍和國民黨軍隊的作戰進入了全面決戰的階段，中野和華野的全部部隊都投入了戰鬥。
在我軍用了11個縱隊的兵力圍殲黃維兵團的同時，還有兩個戰場在同時作戰。就如同劉伯承所說，“這好比一個胃口很大的人上了酒席，嘴裡吃一塊，筷子上夾一塊，眼睛又盯著碗裡的一塊。現在我們是要吃一個（指黃維兵團），夾一個（指杜聿明集團），又要看一個（指李延年、劉汝明兵團）”。 12月1日，當圍攻雙堆集的戰鬥正在進行時，陳毅在給粟裕的電話中說：“我們這裡正在收拾黃維這個冤家。你們北邊要把杜聿明抓住，南邊要把李（延年）、劉（汝明）看好。”
黃維兵團在雙堆集被包圍之後的第三天，即11月28日，蔣介石把杜聿明召到南京研究對策。
杜聿明認為，如果要救黃維兵團，唯一的辦法就是集中所有力量與解放軍決戰，而要能集中力量與解放軍決戰，其先決條件又是必須要讓黃維堅決守住，把解放軍牽制住，待徐州的部隊從津浦路西邊南下，到達蒙城、渦陽、阜陽地區之後，依託於淮河再向解放軍進攻，與黃維里應外合，方能解黃維之圍。
但是，由國防部第三廳（即作戰廳）廳長郭汝瑰代表國防部提出的方案卻是讓徐州的部隊從津浦路東邊經雙溝、五河南下，待與從蚌埠北上的李延年、劉汝明兵團會合之後，再行共同去解黃維兵團之圍。
上述兩個方案，看起來只是從東走和從西走的區別，可實際上的區別遠非如此。郭汝瑰的方案是要集中力量，援救黃維；杜聿明的方案是要保存力量，是否救黃維到時候再說。也就是說，郭汝瑰方案的中心是撤而要打，杜聿明方案的中心是撤而不打。
杜聿明認為，從東邊走，有湖沼地帶，行動慢，那邊又有解放軍華東野戰軍的大量兵力，容易被吃掉。從西邊走，由於西邊的解放軍都集中力量在對付黃維，較為安全，南下之後，能救黃維就去救，不能救就把部隊再向南開進，用來保衛南京。
杜聿明之所以要反對郭汝瑰的方案，在杜聿明的心中，還有一個藏了好久又不願意輕易說出來的死結，就是他一直對蔣介石身邊這個高級戰術專家郭汝瑰看不順眼，總懷疑郭汝瑰是暗藏在蔣介石身邊的共產黨地下黨員。所以，在每次討論作戰計劃時，杜聿明的基本態度是，凡是郭汝瑰提出來的計劃他都要反對。而且，在國民黨的高級將領之間，杜聿明總是把郭汝瑰稱作“小鬼”。表面上看，是因為郭汝瑰個子小，實際上是杜聿明對郭汝瑰心存戒心。
應當說，杜聿明的疑心是有道理又沒有道理。在蔣介石身邊深得信任的這位郭汝瑰雖然也是黃埔五期學生，但卻是川軍系統出身，哪怕他在陸軍大學第10期學習時以第一名的優異成績畢業，受到當時國內公認的第一流軍事家、陸軍大學校長楊杰很高的評價，特意留做陸軍大學戰術教官，但仍然被杜聿明這些自認為是純正黃埔系的天子門生視為雜牌出身。後來郭汝瑰的才能被陳誠所看中，將其從陸軍大學調入王牌軍十八軍，29歲時就成為少將旅長，在抗日戰爭中屢建奇功，被任命為軍政部軍務署副署長兼國防研究院副院長。解放戰爭中，他以當時公認的戰術專家的榮譽，先後擔任了國防部第五廳副廳長、參謀總長辦公廳副廳長、國防部第五廳廳長。淮海戰役時，任國防部第三廳廳長，中將軍銜。第三廳即作戰廳，負責制訂各戰場的作戰方案，解放戰爭中國民黨軍隊各大戰役的作戰計劃初稿都是經他手製訂再交蔣介石審定，其地位與作用不可謂不重要。他會是共產黨員嗎？杜聿明的懷疑正確嗎？
杜聿明的懷疑既正確，又不正確。
郭汝瑰是一個傳奇人物。他是四川銅梁人，1925年入黃埔軍校五期，此時正值第一次國共合作時期，他深受周恩來、惲代英等共產黨人的影響。 1927年，他受共產黨人吳玉章的指派，到他的堂兄、川軍將領郭汝棟部下任職。 1928年，即中國革命處於低潮時期，就由袁鏡銘介紹加入了中國共產黨，並參與籌劃軍事暴動。失敗後潛逃日本，從此與黨組織失去聯繫。 1945年5月，已經是國民黨軍隊少將軍務署長的郭汝瑰通過好友任廉儒見到了中國共產黨領導人董必武，他向黨組織提出恢復黨籍的要求。由於他的特殊身份，黨中央雖然一時未批准，但還是決定由任廉儒和他單線聯繫，要求他盡可能為黨做一些工作。所以，這時的郭汝瑰雖然還不能算是真正的共產黨員，但可以說他是一位共產黨人，因為他已經和黨組織有了聯繫，而且已提出了恢復黨籍的要求。郭汝瑰在他的特殊崗位上，為黨提供了鮮為人知的重要軍事情報100多次，起到了一般人難以起到的作用，世人稱之為“國民黨軍隊中最大的紅色間諜”。 1949年12月11日，郭汝瑰以國民黨第二十二兵團司令兼七十二軍軍長的身份，率七十二軍1萬多人在四川宜賓起義，回到了黨和人民的懷抱，出任川南行署交通廳廳長。他要求繼續從事所喜愛的軍事理論教學與研究，遂被調到南京軍事學院任教。直到晚年還主編了大型的《中國軍事史》等，1980年重新入黨，1997年因車禍不幸去世。
在國民黨軍隊中最機密、最重要的崗位上，竟有郭汝瑰這樣的傳奇人物，這是很多人所難以想像的。其實，由於我黨在秘密戰線上所進行的大量的鮮為人知的努力，在國民黨軍隊內部的最機密崗位上，共產黨員並不是個別的。例如，與郭汝瑰的情況相類似，在解放戰爭後期，國民黨軍隊中電話通信系統的最機密的樞紐重要軍話台和次要軍話台中，正式工作人員共有9人，而中國共產黨的地下黨員就有7人，還成立了地下黨支部。
由於杜聿明一定要堅持自己的方案，蔣介石也就同意了，並讓空軍立即通知黃維，不准突圍，堅守待援。
杜聿明於28日當天就回到徐州，安排撤退。他與三個兵團司令，即邱清泉、李彌、孫元良，統一了“撤即不能打，打即不能撤”的原則，決定於30日晚間將徐州地區的國民黨軍隊全部撤離徐州。第一步目標是永城。各部隊帶足7天的給養和500公里的油料，因為在到達阜陽之前，無法補給。 29日晚，由李彌的十三兵團先出動一個師，佔領蕭縣一帶，作為先行的準備，並掩護大部隊安全撤退。
杜聿明對他的這個撤退計劃是比較滿意的，因為他認為他所安排的這條撤退路線上解放軍已經沒有主力部隊。按照常規，解放軍在打了一個大仗之後，都要休整一段時間。粟裕的華東野戰軍剛打完黃百韜兵團，十分疲勞，估計要休整兩個月左右。劉伯承的中原野戰軍正在全力以赴對付黃維，不可能抽出兵力來對付他。所以，就算是解放軍發現了他在大撤退，要想組織大部隊追上他也要一段時間才行。而如果沒有幾個縱隊的主力，是無法阻止他三個兵團的。
為了造成對我軍的迷惑，11月30日這天，杜聿明命令幾個兵團的部隊在各陣地向我軍發動全面進攻，而且要盡可能打得凶狠。這一天，第二兵團和十六兵團的猛烈進攻真的還攻下了好幾個村莊。
11月30日晚上，在徐州地區的三個兵團，即邱清泉的二兵團、李彌的十三兵團、孫元良的十六兵團，以及徐州“剿總”直屬部隊和地方軍警，全部撤離徐州。與大部隊同時撤離的還有一部分地方黨政部門人員以及一些被裹脅的青年學生，總數在30萬人左右。第二天，我華野渤海縱隊奉命進入徐州，徐州解放。
杜聿明集團還未出徐州，就出現了一系列問題。首先是如同過去國民黨軍隊的所有大撤退行動一樣，軍隊還未傳達佈置，一些官員和商人就得知了消息，徐州城中就出現了一片混亂，“蔣介石要放棄徐州”的消息把凡是可能走或想走的人們都驅上了街市，搶購、奔逃、趁火打劫，什麼樣的事都有。軍隊要去採購食品，商店已經無貨。杜聿明派警備司令去查封銀行錢莊，想保證部隊提款，銀行錢莊已全部關門，老闆們都已不見了踪影。就是說，在軍方與官方消息靈通人士的事先透風之後，徐州的黨、政、商界已經先於軍隊撤退了。
出了徐州之後，出現的各種問題更為嚴重。在通往蕭縣的道路上，官員、商人、地主、職員、學生、難民，各色人等，甚至和尚、道士、妓女……形成了幾十公里的人流和車流，車流中有汽車、牛車、馬車、驢車、人力車、獨輪車……道路堵塞不堪，行動一片混亂。杜聿明的汽車無法順利前進，被迫調來坦克開道，還是無法前進，只能下車步行。
這樣，整個集團都不能按預定速度與計劃到達指定位置。杜聿明在路上邊走邊看，一片混亂與淒涼讓他十分難堪，各種軍用物資扔得四處可見，開不動的美式車輛和坦克丟在路旁。四十一軍山砲營共有12門山炮，離開徐州才一天，就丟掉了9門。如果要說這時的軍紀就更不用提了。不說他不熟悉的部隊，就是他一手培育出來的王牌軍第五軍也已經是一塌糊塗，搶劫、殺人、放火時有發生，特別是一路強姦婦女，使得沿途村村都有被強姦、輪奸的婦女投河投井，第五軍只在蕭縣一地就搶了300多個年輕女性隨軍而去。總之，在杜聿明眼前，在這支美式機械化裝備的部隊呈現出的，似乎是世界末日般的情景。
更為嚴重的是，有好幾支部隊都未能按事先規定的時間行動，提前先跑，或者怕解放軍進攻而炮火連天地前進，將杜聿明集團大撤退的信息搞得遠近皆知。本來，杜聿明安排了十三兵團的一個師做先行部隊，提前一天出發，希望能事先佔領蕭縣，以便掩護大部隊行動。可是，由於撤退的計劃事先暴露，十三兵團的這個師又怕死，行動遲緩，還未到達蕭縣時，解放軍已先行一步，在12月2日清晨就佔領了蕭縣，於是杜聿明集團只得繞道前進，但在前進中仍然遭到了解放軍的阻擊。按杜聿明的安排，李彌兵團應當派出第八軍之一部在徐州以東擔任掩護，在12月1日晚上再出發。可是，由於李彌心中一直反對，認為凶多吉少，所以故意採取單獨行動，全體部隊都在11月30日晚上一道撤離。在撤離途中，李彌有意讓電台不與杜聿明聯絡，讓杜聿明不容易找到他。
也就在12月2日這一天，國民黨空軍在空中發現了濉溪口地區有解放軍大部隊。蔣介石立即給杜聿明去電，電報中說：“吾弟應速決心於兩日內迅速解決濉溪口、馬莊一帶匪部，為各個擊破之唯一良機”，“此時應決心速覓匪之主力而殲滅之，為唯一急務也”。電報還說：
“匪對弟部又將形成四面合圍之勢，無任繫念。務望嚴督各軍，限兩日內分路擊退當面之匪，嚴令其達成所賦予之任務，若時日延長，則20萬以上兵員之糧秣醫藥，決難空投接濟。惟有上下決心，共同以死中求生之覺悟衝破幾條血路，反匪包圍，予以殲滅若干縱隊，乃可解決戰局。”
杜聿明和邱清泉、李彌等人是在確定了“打即不能撤，撤即不能打”的原則之後，才決定全軍撤退的。按杜聿明的撤退路線，從徐州向永城，是一條大致向西而偏西南方向的路線。濉溪口在這條路線的南邊，如果濉溪口的部隊向北打，就可能將杜聿明集團攔腰切斷，如果向西進，就可能阻攔杜聿明集團的前進。在這種情況下，杜聿明為了保住自己的實力，最好的辦法就是不理會解放軍的側擊，突破解放軍的阻擊，拼命加快行軍速度，盡快趕往永城，走在濉溪口地區的解放軍的前面，不被解放軍的主力所包圍。可是，蔣介石現在卻偏聽偏信要杜聿明集團停止前進，與解放軍進行決戰。這使得杜聿明十分難辦。但是，為了兩個主力兵團不被殲滅，杜聿明這一天沒有接受蔣介石的命令，而是讓部隊繼續前進。
12月3日上午，杜聿明又得到空軍空投下來的蔣介石的親筆信：
據空軍報告，濉溪口之敵大部向永城流竄，弟部本日仍向永城前進，如此行動，坐視黃兵團消滅，我們將要亡國滅種。
望弟迅速令各兵團停止向永城前進，轉向濉溪口攻擊前進，協同從蚌埠北進之李延年兵團南北夾攻，以解黃維兵團之圍。
在這種情況下，杜聿明知道蔣介石是完全改變了原來商定的計劃，一定要他立即以最近的距離加入援救黃維的作戰。而這時的部隊正在行進之中，既無後方的依托和後勤補給，又難以構築自己的陣地，打起來肯定是兇多吉少，很可能出現繼黃百韜被圍和黃維被圍之後的第三個被圍。如果大膽違抗蔣介石的命令，避開解放軍的主力，從永城、渦陽撤到阜陽的淮河一線，則背後是國民黨統治區，有依托、有退路，進可以救黃維，退可以保自己。他在蔣介石的命令面前，深感左右為難，只好通知所有部隊停止前進，在他的臨時駐地，即位於蕭縣與永城之間的孟集，召集幾個兵團司令來共同商議。李彌有意不到，只讓副司令陳冰和趙季平來開會，所以會上主要是邱清泉唱主角。一貫對部屬驕橫而又對蔣介石盲從的邱清泉雖然已經連遭重創，但還有一些力量，所以堅決主張按蔣介石的命令辦，而且自願擔任主攻，其他人也不敢違抗蔣介石如此堅決的命令。
所以商議結果，還是決定按蔣介石的命令辦，不再堅持“打即不能撤，撤即不能打”的原則，不再以逃命為第一，而改為迅速與解放軍作戰，盡可能解救黃維，全軍向濉溪口方向攻擊前進。杜聿明說，他當時的想法是，“蔣介石所以變更決心，是被郭汝瑰這個小鬼的意見所左右”，他自己“現在逃既晚了，打也無望，想來想去，覺得江山是蔣介石的，由他去罷！我只有一條命，最後只有為蔣介石效忠而已”。
杜聿明將這一決定迅速電告蔣介石：“昨日因各部隊零亂，停止整頓一晚，本日各部正在前進，到孟集附近時，奉到鈞座手諭，當即遵照改變部署，明日經青龍集東西地區向濉溪口共軍攻擊前進。指揮部本晚在孟集。”此後不久，很快就得到了國防部的正式命令：
（一）淝河方面李延年兵團正面之共軍已大部北竄。據空軍偵察，濉溪口、馬莊一帶西竄之共軍不足四萬，經我空軍轟炸，偽亡甚重。
（二）貴部應迅速決心於兩三日內解決濉溪口、馬莊一帶之共軍，此為對共軍各個擊破之唯一良機。如再遲延，則各方面之共軍必又麇集於貴部周圍，又處於被動矣。此機萬不可失，萬勿再向永城前進，迂迴避戰。
杜聿明對這一個正式的作戰命令，心中更不以為然，因為據他所知，空軍在濉溪口所炸的，是正在趕集的老百姓。而這個命令中的“迂迴避戰”之說，已完全表明了蔣介石和何應欽等人對他這兩天行動的嚴重不滿。於是，他立即復電國防部：“職遵照鈞座決策，採取積極攻勢，決無避戰迂迴之圖。”
12月3日夜，按照蔣介石的命令，杜聿明命令部隊不再向永城方向前進，而改向濉溪口方向前進。前進中，以邱清泉的第二兵團擔任攻擊，其餘部隊擔任掩護，採用逐次躍進的方式行進，能攻則攻，不能攻則守，盡可能不讓解放軍把部隊沖亂。與此同時，杜聿明向蔣介石請求空軍空投糧食和彈藥。
蔣介石的命令加速了杜聿明集團的滅亡。兩天之後，杜聿明集團就根據蔣介石的安排，進入了我軍的包圍圈。