宿縣又稱南徐州，扼守徐蚌之間的要衝，是徐州的南大門，也是徐州到南京之間的唯一補給線。
第一個看到宿縣重要性的人是劉伯承，早在淮海大戰開打之前，劉伯承就已提出儘早攻取宿縣 ，切斷敵之中樞，對徐州之敵形成關門之勢。
11月15日，中野攻佔了防守空虛的宿縣，這枚棋子的易手，使蔣介石不得不將第二階段作戰的重點放在收復宿縣上，黃百韜兵團覆滅後，蔣介石嚴令黃維、劉汝明、李延年三個兵團繼續北上，同時以徐州的兩個兵團南下，以求三路對進，打通宿縣。
而中共方面確定下一階段的攻擊目標，卻經過了一個不斷變化發展的過程，毛澤東最初的想法是以華野繼續圍殲徐州東援的邱清泉、李彌兵團，由中野擔任阻擊南線援軍的任務。但劉伯承卻提出，黃維兵團勞師襲遠，孤軍突進，與背靠徐州的邱李兵團相比，他們是更好的殲擊目標，對於中野的建議，毛澤東並未立刻表態。華野仍然在做北線殲敵的努力。
毛澤東在觀察戰局後，果斷的採納了劉鄧的建議，決定將下一階段攻擊目標轉到南線。
11月22日黃百韜兵團被全殲，北線的邱清泉、李彌兵團退回徐州，而劉汝明、李延年兵團則停在固縣，蔣介石的三路大軍中，只有黃維兵團在迅速東進，兵鋒直逼宿縣。
劉伯承急電中央軍委，表示殲擊黃維軍團這是最好的時機，戰機稍縱即逝，毛澤東接到電報後，甚至來不及與周恩來，朱德商量，就立刻以中央軍委名義覆電，完全同意先打黃維，同時指示情況緊急時，一切由劉陳鄧臨機處置，不要請示。
這是戰役方向上的一個重要改變，也是淮海戰役取得勝利的關鍵決策，11月23日毛澤東再次致電華野及中野，必須準備全部部隊及民夫一百三十萬人，三個月到五個月左右的糧食、草料、彈藥；及十萬到二十萬傷員的醫療，奪取最後的勝利。
中也野戰軍要面對國軍五大主力之一的黃維兵團，而華野則要牽制阻擋南北兩線的近五十萬大軍，戰爭勝負懸於一線，國共雙方的最後決鬥，即將上演。
1948年11月16日，毛澤東發出的一封電報：由劉陳鄧素蘭粟譚五位同志組成一個總前委，經常由劉陳鄧三人為常委臨機處置一切，小平同志為總前委書記。
11月24日，黃維孤軍急進至澮河南岸，十八軍在南坪集與中野四縱激戰一天，當夜，中野部隊全線撤退。十二兵團渡過澮河，經過兩天混戰。11月25日，黃維十二兵團被中野七個縱隊合圍於雙堆集。
11月27日，中共地下黨員、八十五軍一一零師師長廖運周率眾起義，在中野的接應下廖運周帶着五千五百官兵，來到解放陣地。當天下午，一一零師炮兵營，就參加了阻擊黃維兵團突圍的戰鬥。
12月15日下午，中野、華野兩大野戰軍聯手，以三比一的有事兵力，向黃維兵團、發起全面總攻。
廖運周的起義極大的鼓舞了中原野戰軍的士氣，各縱隊向黃維兵團發起猛攻，劉鄧等人的估計相當樂觀，再給中央軍委的電報中説：“全部戰鬥遲至明日可以解決”。
然而這種樂觀的估計很快被殘酷的現實打破。
幾天的猛攻讓中野傷亡慘重，距離上一封電報不到一天的時間，劉陳鄧再次致電中央軍委，對戰役進行重新估計，認為需10天左右才能結束戰鬥。
11月30日，毛澤東致電兩大野戰軍，要求華野抽調兩個縱隊，作為總預備隊供劉陳鄧隨時使用。
粟裕立即調兵遣將，派出七縱、十三縱以及擁有炮兵的特種兵縱隊，由華野參謀長陳士渠率領部隊，星夜馳援雙堆集。
經過鄧小平的協調，部署在雙堆集難免的六縱司令王近山，讓出了攻擊位置。不僅如此中野把南集團的指揮權也交給了陳士渠。
此刻，華野代司令粟裕的目光，也在緊張的關注着雙堆集。為了支援中野，粟裕先後派出了五個縱隊圍殲黃維，並以八個縱隊時刻監視着徐州杜聿明集團的動向。
此時，中央軍委有要求華野派兵，阻擊北上的劉汝明、李延年兵團，華野十六個縱隊全線出擊，兵力已用到極限，如果黃維兵團不能給迅速解決，而杜聿明三十萬大軍與之會和，那麼戰局的發展將難以控制。
12月2號，華野渤海縱隊在發現杜聿明集團西撤後，強行軍六個多小時進駐徐州。徐州解放了，但中共卻因為杜聿明的突然撤出而緊張萬分。
粟裕得知杜聿明西扯時，國民黨30萬大軍已經走了一天，這一天功夫，足可以讓杜聿明的機械化兵團逃出險境。從徐州到永城只有九十公里，這意味着機械化部隊只需要幾個小時就可到達，急紅了眼的粟裕粟裕一邊下令全部縱隊投入追擊，一邊緊張的思考着對策。
12月4號，杜聿明的30萬人馬，被團團保衞在了永城東北的陳官莊，青龍集一帶。
12月5號，解放軍部隊發起總攻，在兩大野戰軍的協同進攻下，黃維軍團的陣地不斷縮小。四天後他們的防線被不斷擠壓在了距離雙堆集核心陣地不足一里的大王莊。
在大王莊，國共雙方展開了一場慘烈的拉鋸戰。
12月15日下午，中野、華野兩大野戰軍聯手，以三比一的優勢兵力向黃維兵團發起全面進攻。
此役共殲滅國民黨王牌主力第十二兵團四個軍和一個快速縱隊，共十一個師十萬餘人。兵團司令黃維被俘，實現了淮海戰場承前啓後的勝利轉折