10月14日，華野司令部召開了第二次作戰會議，研究擬定了淮海戰役的具體作戰部署。到會的各縱隊負責人都認為，遵照中央軍委的指示，在集中兵力圍殲黃伯韜兵團的同時，展開主力一部從各個方向進逼徐州外圍要點，造成圍攻徐州的聲勢，並將敵人的援兵阻擊滯留在運河以西和徐州之間地區，用這種鉗制手段爭取時間，保證主要攻擊方向以順利殲滅黃伯韜兵團，這樣最為妥當。經過討論，會議擬訂了一個具體的作戰方案，大體內容是：
第一、以5個縱隊分割、圍殲位於新安鎮、郯城、瓦窯等地區的黃伯韜兵團主力，以1個縱隊襲殲並控制運河車站及其兩側陣地，沿運河兩岸部署夾攻援敵。
第二、以兩個縱隊從臨城南下，迫使馮治安部起義，並襲占韓庄，控制運河橋樑，進逼利國驛、賈汪；以兩個縱隊攻佔台兒庄，並以一部搶佔萬年閘，向南推進，威脅馮治安部後方。
第三、以1個縱隊圍殲黃伯韜兵團的總預備隊，控制邳縣附近地區。
第四、以兩個縱隊經宿遷渡運河西進，會同地方部隊，相機攻佔睢寧，威迫徐州、蚌埠，或控制睢寧以北地區，協同由北向南的4個縱隊阻擊徐州東援之敵。
第五、以兩個縱隊並一部分地方部隊進擊魯西南，威迫徐州西北地區，並破壞徐州至商丘間的鐵路線。
第六、以一部分地方部隊於戰役發起後轉戰破壞徐州至蚌埠間的鐵路線。
第七、全軍於10月31日前進至臨沂、鄒縣一線集結，11月5日開始攻擊。
華野將這一方案上報後，17日便得到了中央軍委的批准：完全同意15日各項部署，望即照此執行。
這時，我軍得知徐州之敵有從魯西南地區北犯的可能性（國民黨的進攻山東計畫），中央軍委經過分析認為，假如敵人真的北犯，將對我軍發起淮海戰役以極大的便利，所以決定不變更淮海戰役的計畫。後來，我軍發現敵人沒有行動，只是加強了新安鎮及徐州以東的防務。
根據這種情況，華野司令部於10月20日召開了第三次作戰會議。為了加強運河車站南北兩側的正面阻援兵力，以保證圍殲黃伯韜兵團的成功，會議決定對原來計畫作一些調整：
第一、把圍殲黃伯韜兵團的兵力，由原來的5個縱隊增加到8個縱隊。
第二、襲占運河車站及炮車，準備阻援的部隊由1個縱隊增加到2個縱隊。
第三、以3個縱隊從韓庄、台兒庄渡運河南下，直插徐州以東的隴海線，吸調徐州敵人援軍，策應正面阻擊部隊作戰。
第四、由魯西南地區威迫徐州的兩個縱隊和地方武裝，組織對魚台、豐縣、碭山、商丘地區之敵的牽制攻擊，使敵人不能東調增援，策應我主力作戰。
第五、為隱蔽我主力行動企圖，出魯西南的部隊先行南開，提早向商丘、碭山之敵進行佯攻，其餘主力於25日以後並行開進。
華野對原來部署的調整，是根據徐州敵人加強新安鎮及徐州以東的防務的情況決定的。這一調整，增加了圍殲黃伯韜兵團的兵力和從北面攻擊徐州的兵力，以便將我軍殲滅黃伯韜兵團的作戰，建立在更加穩妥可靠的基礎上。
這個調整意見於10月20日上報後，第二天中央軍委即批複「完全同意」。
中央軍委同時指示華野：進入魯西南的部隊應於10月30日以前進至商丘至碭山一線，距離敵人100華里左右，擺成一字形陣線，斷絕行人來往，不要向商、碭線攻擊，以防敵人早日察覺我軍的佯攻部署。應在東面戰鬥發起時，同時或早一天發動攻擊為好，否則，可能不起大的作用。
10月28日，離戰役發起日期已經很近，華野領導再一次研究了敵我雙方的情況，估計我軍發起攻擊後，國民黨軍可能依當時的態勢固守，以達到於外圍消耗我軍、保衛徐州的目的。
其次，敵人也有可能將李彌兵團和黃伯韜兵團集結固守幾點，互相聲援策應，在發現我軍主力出擊新海段後，黃伯韜兵團可能以新安鎮為核心進行固守，李彌兵團可能以運河、碾庄一線守備，機動甚大。
這些情況，對我軍的戰役展開都沒有太大的影響。因為，敵人如果依當時的態勢固守，正好給我軍造成分割敵人、逐個殲滅的機會。
所以，華野決定在作戰部署上不作更大的變更。
當晚，華野向中央軍委報告了戰前最後的作戰部署。
第一、以3縱、廣縱及冀獨1、3旅出擊魚台（可能逃跑），攻佔豐縣、敬安鎮，前鋒迫近徐州西北郊，另以一部佯攻碭山，鉗制邱兵團一部。以7、10縱隊攻佔臨城、韓庄、賈汪，控制利國驛後，迫近徐州東北。以13縱一部包圍台兒庄，其主力控制於宿羊山及其以南，並以有力一部進逼曹八集線，威脅李彌之左側背。如7、10縱得手後，即以7縱擔任從賈汪鉗制，迫近徐州，正面阻敵；10縱則東移，協同13縱對運（河）西李彌部之作戰。另以華中11縱（胡炳雲縱）沿運河西岸貓兒窠向運河站（河西）、趙墩線攻擊。江淮軍區兩個旅向趙墩、碾庄線攻擊，造成我南北聚殲李兵團，攻略徐州之姿態，以便我運（河）東作戰。以上各部均於7日晚發起戰鬥。
第二、運東作戰以殲滅黃伯韜兵團為主。戰鬥第一步必須開闢戰場，布置阻援陣地，分割敵人，使其不能集結，或靠近李兵團，或東竄新浦、海州，以便於第二步全殲黃兵團。因此，擬以8縱攻佔炮車，4縱攻佔運河站，得手後，該兩縱即擔負正面阻援。如運西攻擊得手，已能鉗制李兵團時，則依情況發展，抽出4縱或8縱，於第二步會攻新安鎮。為便於打開戰場，第一步任務仍以1縱、6縱、魯中南縱隊殲滅瓦窯之敵（63軍）；以9縱隊監視新安鎮之敵；2縱暫控制於新安鎮東南地區，必要時抽調該縱會攻瓦窯之敵；以11縱（王張）、12縱位於阿湖附近，分割25軍與黃兵團部及64軍、100軍之聯繫。第一步任務完成後，第二步任務即以1、2、6、9、11（王張）、魯中南縱共6個縱隊，分割殲滅新安鎮及阿湖之敵。4、8縱除以1個縱隊正面阻敵，抽出1個縱隊包圍64軍。特縱則依各縱任務，配屬運東各縱參戰。山東兵團炮兵團除以1個營配屬8縱外，其餘則配屬7縱、13縱參戰。因為只有完成第一步作戰，才可免致我兵力分散，伸長阻援距離，便於第二步之會攻新安鎮，這樣可撕大黃、李兵團之接合部。如我軍南下，黃兵團集結新安鎮近郊時，即以1、6、魯縱及2、9縱隊會攻新安鎮，但還可實施戰場分割包圍攻擊，我可力求秘匿，突然奔襲，達到使敵不能收縮逃避。後者運東各縱統於8日晚發起戰鬥。（《栗裕軍事文集》第405頁）
中央軍委在接到華野的這一報告後，30日即批准了這一報告，認為華野28日的計畫與部署甚好，要華野「照此施行」。
這就是淮海戰役具體作戰計畫制訂、修改、確定的過程。
從10月28日起直到戰役發起時，計畫再沒有大的變動。這個具體的作戰計畫先後醞釀了半個多月的時間，經過了多次修改，中央軍委和毛澤東從制定戰役方針到確定具體計畫都對華野作了多次的具體指示。