1948年11月6日，華東野戰軍和中原野戰軍及各地方武裝從四面八方向淮海戰場挺進，矛頭直指徐州。駐守在徐州外圍的國民黨軍各兵團和綏靖區部隊正面都受到了解放軍的攻擊。他們向徐州“剿總”和南京國防部告急，都稱自己正面受到了解放軍主力部隊的強力攻擊，要求增援。徐州“剿總”司令劉峙立即判斷解放軍要攻打徐州。他命令外圍的各兵團馬上向徐州靠攏，並向南京國防部提出，火速派部隊增援。南京的國民黨國防部由於情況不明，立時陷入混亂，不知如何是好。
直到11月10日，他們得知黃百韜兵團被解放軍強大兵力包圍在了徐州以東60公里處的碾莊地區後，才如夢方醒，判斷出“解放軍對黃兵團志在必得”，可是，為時已晚。1948年11月6日到22日，整個黃百韜兵團被解放軍全殲，黃百韜斃命。
其實，首殲黃百韜兵團的計劃，早在1948年9月下旬就確定了。為了隱蔽這一作戰意圖，解放軍華東野戰軍和中原野戰軍兩大野戰軍戰前作了一系列準備。華野司令部命令三縱和兩廣縱隊及冀魯豫軍區部隊挺進魯西南地區偽裝主力，用十幾個縱隊的番號拍發電報，並斷絕行人交通。其他縱隊電臺一律關閉，用馬匹和摩托進行聯絡。在村莊裡張貼解放徐州的標語，造成解放軍要在奪取濟南後乘勝攻打徐州的聲勢。國民黨軍為了獲取情報，曾派遣了很多特工人員企圖打入解放區，但由於解放軍和地方政府組織民兵盤查嚴格，很多特工人員被抓，其餘的都被迫退了回來。所以國民黨軍在偵察無果的情況下，只有靠偵訊電臺去截獲解放軍的電報。他們竊聽到魯西南一帶電訊密集，有十幾個縱隊的番號，便認定解放軍主力在魯西南一帶。所以，從徐州“剿總”司令部到南京國防部，都認為華野主力在徐州以西。而他們做夢都沒有想到，解放軍魯西南只有兩個縱隊，主力部隊遠在幾百裡以外的魯南一帶。
戰役開始後，解放軍兩大野戰軍從四面八方同時向當面之敵發起攻擊。徐州外圍的國民黨軍隊同時受到攻擊，互相不能照應，都認為自己的正面是解放軍主力部隊，各圖自保，並都向上鋒告急，請求增援，這就大大延緩了其機動時間。就在他們混亂之際，解放軍各部都按原計劃迅速進行大膽穿插，分割包圍，把徐州國民黨重兵分割成了互不聯繫的幾塊，而主力部隊則在各路部隊配合、協同下，完成了包圍黃百韜兵團的任務，在戰役一開始就掌握了主動權，為奪取整個戰役勝利打下了良好的基礎。
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