得知黃百韜兵團離開新安鎮西撤時，華野指揮部立即命令山東兵團指揮的七縱、十縱、十三縱和十一縱以及江淮軍區兩個獨立旅，以最快的速度，不惜一切代價，分別從北面和南面直插徐州以東的大許家、曹八集鐵路兩側，截斷黃百韜兵團的退路，分割黃兵團與國民黨徐州集團的聯繫。
濟南戰役後，華野前委批准許世友留山東繼續養傷，山東兵團由譚震林、王建安指揮。山東兵團接到截斷黃百韜兵團退路的命令以後，立即進行了部署。各縱隊隨即從臨城、棗莊、蘭陵一帶南下，前鋒直指韓庄、台兒庄一線。
徐州東北韓庄、台兒庄一線為第三綏區防區。三綏區副司令官何基灃、張克俠均為中共特別黨員，於1948年11月8日率第五十九軍和第七十七軍大部，共2.3萬餘人，在賈汪、台兒庄地區舉行起義，然後北渡運河，向蘭陵方向開去。三綏區兩個軍的起義，使得徐州東北防線洞開，華野山東兵團三個縱隊得以迅速穿過該防區，直插徐州東側，為切斷黃百韜兵團的退路贏得了寶貴的時間。
劉峙擔心徐州東北防線空虛，徐州不保，當即下令邱清泉第二兵團、李彌第十三兵團火速集結於徐州，又命令駐宿縣一帶的孫元良兵團向徐州靠攏，而不顧黃百韜的一再告急。他認為對方誌在奪取徐州，向黃百韜施加壓力，只不過是聲東擊西的故技罷了。
趁李彌兵團奉命撤離隴海路東段曹八集、大許家向徐州靠攏之際，譚震林、王建安指揮山東兵團七縱、十縱、十三縱分路南下，與隴海路南側的華野十一縱、江淮獨立旅南北對進，一舉佔領了徐州以東重要據點大許家、曹八集，切斷了隴海鐵路。
十三縱接近曹八集時，偵察到黃百韜兵團的先頭部隊第一零零軍四十四師剛剛到達這裡宿營，準備次日繼續向徐州方向撤退，並為全兵團開路。1948年11月10日夜，十三縱突然對該師發起攻擊，激戰至次日午後，全殲該師3000多人，將師長劉聲鶴擊斃。至此，黃百韜兵團西逃之路已被堵死，所屬一零零軍、四十四軍、二十五軍、六十四軍被粟裕指揮的14個縱隊包圍在離徐州不到50公里的碾庄圩一帶，已無路可逃。
這時，獲悉徐州「剿總」副總司令杜聿明返回徐州任上。濟南戰役後，杜聿明曾雄心勃勃地提出大膽計畫：以40萬大軍沿津浦路北上收復濟南，吸引共軍聚而殲之。並在部隊一些主要的高級官員中秘密做了傳達。但是，這一計畫並未來得及實行。由於遼瀋戰役敗局已成，蔣介石見無回天之力，便於10月10日將杜聿明點名調到東北，組織軍隊撤退。此時，國民黨東北集團55萬餘人，已有47萬餘人被殲，還有三個軍在錦西地區有待撤退。10月20日，杜聿明被任命為東北「剿總」副總司令兼冀熱遼區司令，坐鎮葫蘆島指揮錦西國民黨部隊的撤退。面對林彪70萬東北野戰軍的穿插堵截，他搞了許多虛張聲勢的假動作，直到部隊運動到葫蘆島碼頭，他才突然下令上船。他成功了，解放軍只能眼睜睜地看著他們跑掉。蔣介石對此非常滿意。所以這回當黃百韜兵團告急時，蔣介石又要他立刻返回徐州任上，關照他，「你到徐州，一定要解黃百韜兵團之圍！」
杜聿明一到徐州就召集各兵團主官商討如何援助黃百韜兵團的問題。會上，劉峙雖然仍舊堅持認為徐州將成為共軍的進攻目標，處境危急，但也不得不認真聽取杜聿明的意見和尊重最高統帥部的決策。杜聿明認為，徐州周圍，黃口、九里山等地發現共軍，實為共軍製造的進攻徐州的假象，這只是為了鉗制國軍。而集中主力先殲黃百韜兵團才是共軍的真實意圖，切不可上當。他還傳達了蔣介石為黃百韜兵團解圍的決心。最後，與會人員總算統一了認識，決定第二兵團和第十三兵團分別於隴海鐵路南北兩側展開，11月12日晚開始向作戰地域開進，13日上午9時在空軍、炮兵的掩護下，協同戰車團由西向東全線攻擊。
11月12日晚，邱清泉、李彌兩兵團集中5個軍12個師的兵力，配屬火炮100餘門、坦克100餘輛、飛機20餘架，開始由徐州沿隴海鐵路兩側向預定作戰地域運動。
蔣介石把為黃百韜兵團解圍的希望寄托在邱清泉身上，希望他旗開得勝，馬到成功，同時也暗示對他在豫東戰役中的表現不滿，如再違令遲滯，視友軍危急不援，必將嚴懲不貸。他給邱清泉的這份電報是耐人尋味的，雖然主要是鼓勁打氣，但也不乏陰森之氣。
蔣介石給邱清泉的電報說：
黨國存亡，在此一舉。吾弟應發揚黃埔軍校精神，為國家盡忠，為民族盡孝，不惜一切犧牲，將當面敵人擊潰，以解黃兵團之圍，否則軍法從事。
華東野戰軍遵照中央軍委「要用一半以上兵力，牽制、阻擊和殲敵一部，以對付邱李兩兵團」的指示，決心以八個縱隊負責阻援和打援：負責正面阻援的華野七縱、十縱、十一縱，在徐州以東的侯集至大許家之間，沿鐵路兩側構築多道防禦陣地，隨時準備迎戰來自邱李兩兵團的進攻；蘇北兵團的二縱、十二縱、一縱、魯中南縱隊和中野十一縱，以及江淮軍區兩個獨立旅，部署在徐州東南一帶，伺機攻擊援敵之側背，使其不能全力向東。這時，華野十三縱殲滅敵四十四師後，轉而對黃百韜兵團作戰，與原有的華野四縱、六縱、八縱、九縱共同擔負圍殲黃百韜兵團的任務，使殲黃兵力增加到五個縱隊。
11月13日9時，國民黨徐州集團數10架轟炸機、100餘門重炮、100餘輛坦克將徐州以東鄧樓至團山一線20餘公里寬的正面變成了烈焰騰騰的火海。
邱清泉臉上繃緊的肌肉放鬆了，嘴角露出了冷笑。他崇拜普魯士精神，崇拜德國克勞塞維茨用無限暴力使敵人徹底喪失抵抗力的思想，在部屬面前一再引用克勞塞維茨的名言：「戰爭無非是擴大了的搏鬥」，「戰爭是一種暴力行為，而暴力的使用是沒有限度的」，「使敵人無力抵抗是戰爭行為的目標」……現在，他想像對手的有生力量在他們的強大火力下，已經死傷殆盡，無力阻擋他們大踏步前進了。
天空升起一顆顆紅色信號彈。賓士的坦克發出巨大的轟鳴聲，步兵的攻擊隊猶如鋪天蓋地的浪潮，滾滾向前。邱清泉有些忘乎所以了。他要無限度地使用暴力，從精神到肉體上都要徹底摧毀他的對手，使對手毫無還手之力，只得乖乖地承認失敗，好讓他們體面地同黃百韜在碾庄勝利會師。
可是事與願違，沒有出現邱清泉所期待的情況。當邱清泉的坦克和步兵快要接近我軍的前沿陣地孫庄時，原本死寂的、以為不會存在任何生命的那片神秘莫測的土地上，突然如火山噴發，槍聲、手榴彈爆炸聲、喊殺聲不絕於耳，敵人頓時隊形大亂。有的坦克被擊中，有的坦克掉頭後逃。他的步兵也死的死、傷的傷，退潮般紛紛後退。這使邱清泉大感意外。他的臉因咬牙切齒而變形，兩眼射出凶光，猛地一聲大吼：「給我拿下孫庄！畏縮不前者，殺！」
邱清泉不明白這究竟是怎麼一回事呢？國軍火力準備不謂不猛烈，經過那樣的狂轟濫炸，莫說是人的血肉之軀，就是頑石也已粉身碎骨了。共軍究竟是從哪裡來的呢？莫非從地縫裡鑽出來的不成？
邱清泉說對了一半，但就是這一半也不全對。
或許他至死都不明白，他雖然崇拜克勞塞維茨，卻只是學了克氏的皮毛。他只知道暴力的作用，卻對克氏「用技術和科學的成果裝備自己來對付暴力」的觀點領會不深。雖然我軍由於受經濟基礎的限制，各方面起點都很低，但在儘可能運用技術和科學的成果裝備自己的自覺性方面，遠遠勝過敵人。這時的華東野戰軍和部分縱隊，擁有一批無私奉獻的年輕人，他們不斷鑽研技術，精益求精，用他們手中的特殊武器和刻苦鑽研出的科學方法，不間斷地獲取各方面的重要情報，源源不斷地提供給各級領導，為戰爭的勝利作出了不可磨滅的貢獻。他們人數不多，少的三五人、十來人，多的幾十人或幾百人，但他們的作用往往勝似雄兵十萬。他們是真正的無名英雄。就是因為有了他們，才使戰爭中知己知彼這個重要原則名副其實。邱清泉哪裡會想到，就是這些並沒有長千里眼、沒有長三頭六臂的普普通通的、外表看來柔柔弱弱的年輕男女軍人，正嚴密地監視著他們的一切行動，他們的任何秘密都休想逃出這些人的眼睛。徐州「剿總」關於邱李兵團於11月13日9時，在空軍、炮兵的掩護下，協同戰車團向徐東解放軍陣地全線攻擊的命令，當屬絕對機密。可是他們哪裡知道，當第二兵團司令官邱清泉手捧這樣的命令，正在細細琢磨每段文字的具體含義時，粟裕、陳士榘、張震和胡炳雲、張蕃、宋時輪、劉培善、成鈞、趙啟明等華野和縱隊的領導人手中也有這樣一份一字不差的命令。邱清泉親眼所見的被國民黨引以為驕傲的「王牌軍」第五軍對孫庄的攻擊受挫，就是因為胡炳雲、張蕃所率領的華野十一縱預先知道了敵人何時何部怎樣前來進攻，預先作了充分的精神準備和物質準備。我全體官兵都把「堅守陣地」「寸土不讓」視為