就在一一○师战场起义的11月27日，中国人民解放军总部向黄维兵团全体官兵发表了广播讲话，全文如下：
人民解放军现在已经把你们完全包围住了，你们已经走不出去了，你们的命运已经到了最后关头。为你们自己设想，为人民设想，你们应当赶快缴械投降。
冯治安的4个师已经起义了，黄伯韬的10个师已经消灭了，此外还有4个师被消灭了。蚌埠的李延年、刘汝明已被我军阻隔，不能援助你们。蒋介石、刘峙是完全没有办法的。你们可知道，前些天，在碾庄圩被围的黄伯韬兵团，不是等着徐州的增援吗？蒋介石一天数令催迫邱清泉增援，结果走了11天，只进30几里路，眼看着黄伯韬被消灭。
你们现在的情形，比黄伯韬更坏，你们离徐州更远，你们从南阳赶路到宿县附近的南坪集走得太辛苦了，你们还能打下去吗？不如早些缴枪，少死些人，留着活命，替中国人民做点工作。
人民解放军的宽大政策你们是知道的，无论是不是蒋介石的嫡系，只要放下武器，就给以宽大待遇，不论官兵，一律不杀不辱。你们的王耀武、范汉杰、郑洞国及其他一切被俘将领，都在我们这里住得好好的，其中许多人已放回去了，还有许多人我们准备放他们回家。你们都是中国人，何必替美国人打仗呢？中国人民反对蒋介石的内战独裁卖国，你们何必替蒋介石等少数反动派卖命呢？时机紧急，牺牲无益，你们应当立刻放下武器。南京政府已经摇摇欲坠，黄维兵团11个师的将军们，军官们，士兵们，赶快掉转枪口，和我们一道打到南京去罢！”（这是毛泽东以中国人民解放军总部名义书写的广播讲话，见1948年11月27日新华社新闻广播稿）
同一天，中国人民解放军中原野战军司令员刘伯承将军，华东野战军司令员陈毅将军，也向黄维兵团全体官兵，发表了如下的讲话：
国民党十二兵团司令官黄维将军及黄将军所属全兵团官长士兵们：
你们和我们都是中国人。你我两军现在在打仗。我们包围了你们。你们如此大军，仅仅占住纵横十几华里内的六七个小村庄，没有粮食，没有宿营地，怎么能够持久呢？不错，你们有许多飞机、坦克，我们在这里连一架飞机一辆坦克也没有，南坪集的天空是你们的，你们想借这些东西做掩护向东南方面突出去。但是你们突了两天，突破了我们的阵地没有呢？不行的，突不出去的。
什么原因呢？打仗的胜败，不决定于武器，而决定于人心。我们的士兵都想打，你们的士兵都不想打，你们将军们知道吗？还是放下武器罢，放下武器的都是生路，一个不杀。愿留的当解放军，不愿留的回家去。不但对士兵、对下级军官，对中级军官是这样，对高级将领也是这样，对黄维也是这样，替国民党贪官污吏打仗有什么意思呢？你们流血流汗，他们升官发财。你们送命，他们享福。快快觉悟过来罢，放下武器，我们都是一家人。
打内战，打共产党，杀人民，这个主意是蒋介石和国民党定下的，不是你们多数人愿意的，你们多数人是被迫打仗的。既然如此，还打什么呢？快快放下武器罢！过去几天，我们还只是布置包围阵地，把你们压缩在一片豆腐块内，还没有举行总攻击。
假如你们不投降，我们就要举行总攻击了。我们希望黄维将军仿照长春郑洞国将军的榜样，为了爱惜士兵和干部的生命起见，下令投降。如果黄维将军愿意这样做，趁早派遣代表出来和我们的代表谈判投降办法，你们保证有秩序地缴枪，不破坏武器和装备，我们保证你们一切人的生命安全和随身财物不受侵犯。何去何从，立即抉择，切切此告。（黄维兵团被解放军包围在宿县西南的狭小地带，为劝其投降，毛泽东又以刘伯承和陈毅两位司令员的名义，写了此广播讲话，见新华社1948年11月27日新闻广播稿）。
解放军的广播讲话，在国民党官兵中产生了很大影响，军心更加动摇。
蒋介石想救黄维，但连一个军都调不动
杜聿明曾回忆说：11月22日，黄伯韬兵团被歼后，刘峙找我到他的办公室里，说打算放弃徐州，向西撤退。在地图上研究后，我觉得刘峙似乎太泄气，就对刘峙打气说：“目前还未到考虑这一方案的时候。如果能集中兵力，再调5个军加到李延年兵团，协同黄维兵团南北夹攻，打通津浦路这一段，是上策；其次是将徐州30万兵力与黄维兵团协同一致，安全撤到淮河两岸，亦不失为中策；但在目前情况下，不像11月初那样可以安全撤退，万一撤退不当，在野战中被消灭，反不如坚守徐州尚可以牵制敌人南下。而且战守进退的决策，关系到整个‘国家’军事前途，目前我不敢轻率地出打营，必须由老头子本着他的企图下决策。”刘峙听了我的意见后，嘴唇动了几下，表示很为难的样子，但未说什么。
23日，蒋介石要刘峙和我到南京开会。大概是10点钟前后，我们到达蒋介石官邸的会议室。
首先由郭汝瑰报告作战计划，他说：“我军以打通津浦路徐蚌段为目的，徐州方面以主力向符离集进攻，第六兵团及第十二兵团向宿县进攻，南北夹击一举击破共军，以打通徐蚌间交通。”
蒋介石采纳了这一案，并对我说：“你回去马上部署攻击。”我说：“这一决策我同意，但是兵力不足，必须再增加5个军，否则万一打不通，黄兵团又有陷入重围的可能（其实黄维兵团已于11月25日被围，而我尚未知道）。”我还建议调青江浦附近之第四军、南京附近之第八十八军及第五十二军等部队迅速向蚌埠集中，参加战斗，另外再设法抽调两个军。蒋介石说：“5个军不行，两三个军我想法子调，你先回去部署攻击。”
对此，杜聿明回忆说：我当时认为蒋介石这一决策尚有一线“希望”。当日午后即同刘峙飞返徐州，准备作垂死的挣扎。飞机经过第十二兵团上空时，我与黄维通话，黄说，“当面敌人非常顽强，应想办法，这样打不是办法。”我说：“今天老头子已决定大计，马上会对你下命令的，请你照令实施好了。”
23日午后，我同刘峙返徐州后，即决定以第十三兵团守备徐州，第二兵团及第十六兵团担任攻击，当晚并就攻击准备位置。第十六兵团当日乘解放军不备，先攻占笔架山，晚间蒋介石的正式命令亦到。
25日，正式开始攻击，当时并有美记者数人来观战。这一天在步、炮、战车配合下，集中兵力火力，炮声隆隆，火光冲天，向解放军进攻，而解放军则英勇反击，双方火力及肉搏战，都发挥到最高度，逐村争夺，寸土不让。国民党军依赖空军及炮火掩护，白昼攻击。但空军及炮火并不能压倒解放军，解放军战士个个政治觉悟高，善于短兵相接、打肉搏战；国民党军则是受令前进，层层督战，士兵拥挤一团，以致空军及炮火失效，伤亡惨重。
这一天，第十六兵团在美记者视察下攻占白虎山、孤山集及纱帽山；第二兵团前进约5华里左右，当晚调整补充后，26日继续攻击前进。在解放军纵深坚固的阻击阵地前，国民党军屡攻屡挫，一连3日，进展甚少。
27日，两兵团先后建议，如此强攻，伤亡重而战果少，无法持久作战，必须增加空军轰炸及炮火，以火力为主攻。我原则上同意他们的意见，但由于国民党军的炸弹、炮弹基本上都已消耗贻尽，亦不可能大量补充。
28日我仍令各兵团攻击前进时，蒋介石又来电令我到南京开会。
至晚各兵团仍停止于孤山集、四堡、褚兰之线。入晚，第十六兵团在孤山集遭解放军的反攻而溃退，蒋介石并未照他原来的决策抽调兵力增援；第六兵团攻击未成而向后退缩；黄维兵团被围，越围越紧。
28日上午，我到南京后即赴黄埔路“官邸”，不久顾祝同亦来，叫我到一间小客厅中讨论如何挽救国民党军的这一危机。我先问顾：“原来决定再增加几个军，为什么连一个军也没增加呢？弄到现在，形成骑虎难下的局势。”
顾说：“你不了解，到处牵制，调不动啊！”我说：“既然知道不能抽调兵力决战，原来就不该决定要打，把黄维兵团陷入重围，无法挽救，目前挽救黄维的唯一办法，就是集中一切可集中的兵力与敌人决战，否则黄维完了，徐州不保，南京亦危矣！”
顾很丧气地说：“老头子也有困难，一切办法都想了，连一个军也调不动。现在决定放弃徐州，出来再打，你看能不能安全撤出？”我觉得蒋介石又是老一套，这一决心再变，黄维完了，徐州各兵团也要全军覆没。但无法增加兵力，打下去不可能，守徐州我也失了信心。
我沉思了好久，对顾说：“既然这样的困难，从徐州撤出问题不大。可是要放弃徐州，就不能恋战；要恋战，就不能放弃徐州；要‘放弃徐州，出来再打’，这就等于把徐州3个兵团马上送掉。只有让黄维守着，牵制敌人，将徐州的部队撤出，经永城到达蒙城、涡阳、阜阳间地区，以淮河作依托，再向敌人攻击，以解黄兵团之围（实际上是万一到淮河附近打不动时只有牺牲黄兵团，救出徐州各部队）。”
顾同意这一案。这时，何应钦慌慌张张地走进来，他说：“怎么样？就不能打了么？”我将以上意见向何重述一遍，何说：“也只好这样了。”
于是，我对顾说：“请总长对这一案不在会上讨论。”顾了解我的意思，就说：“会后我同老头子说，你同他单独谈。”于是3人出来到会议室开会。
这时蒋介石披了一件黑斗篷，满脸通红，窘态毕露地来了，他向大家点点头说：“好好，就开会。”
照例由第三厅厅长郭汝瑰在“敌我态势图”前报告作战计划，他说：“目前共军南北两面皆为坚固纵深工事，我徐蚌各兵团攻击进展迟缓，如继续攻击，旷日持久，徒增伤亡，不可能达到与黄维兵团会师之目的，建议徐州主力经双沟、五河与李延年兵团会师后西进，以解黄维兵团之围。”他还滔滔不绝地讲了这一案的理由。
我有点忍不住，就大声问郭汝瑰：“在这样河流错综的湖沼地带，大兵团如何运动，你考虑没有？”
一时会场乱糟糟地大吵大笑。
有人问我：“左翼打不得，右翼出来包围攻击如何？”
我说：“也要看情况。”刘斐在旁边给我打气，连说：“打得！打得！”
又有人问我：“你的意见如何打？”我笑而未答。
经过一阵乱吵乱嚷，才沉静下来。顾祝同对蒋介石说：“要光亭到小会议室谈谈。”
蒋到小会议室后，我同他分析了军队生死存亡之道后，讲了同顾祝同商量过的一案（如上述），蒋马上同意，急忙掉头出来问王叔铭：“今天午后要黄维突围的信送去没有？”王说：“尚未送去。”蒋说：“不要送了。”蒋介石问大家还有什么意见，出席的人都未说话，即宣布散会。
黄维兵团在蒋介石一再变更决心之下，一直在双堆集与解放军顽抗。先是蒋介石对解放军估计过低，将自己估计过高，幻想不增加兵力，南北夹攻，打通津浦路徐蚌段；继而见解放军声势浩大，战斗力太强，阵地森严，非国民党军可破，于是决心放弃徐州，以仅有的残部保卫南京。等到徐州部队出来后，蒋又被解放军的战略运动迷惑（误认为解放军撤退），再改变决心，令从徐州退却中国民党军回师向解放军攻击，协同李延年兵团解黄维之围。黄维兵团就是这样地套在解放军既设的口袋内，被重重包围，战力日益消耗，包围圈逐渐缩小。
双堆集，地处平原，稀疏地分布着十几个村庄。双堆集南北有两个土岗，南面的叫尖谷堆，北面的叫平谷堆，双堆集即以此为名。
11月底的双堆集地区，是一片毫无遮蔽的平原，村子里只有土墙茅草盖的小房，老百姓早已跑光，村子里不仅找不到粮食，而且连饮水、燃料和牲口饲料都极为困难。令黄维欣慰的惟一有利条件是：开阔的地形便于国民党军发挥火力，易守难攻。
基于这样的条件，黄维在被围初期，并未惊慌失措，他一面电呈蒋介石，请求救援，一面想方设法，企图突围。27日，黄维遵令指挥部队，向东南方向攻击，企图各军交互掩护转移，以达到向东逃窜之目的。黄维兵团的攻击部署是：“（一）第十四军就浍河南岸原已构成的阵地防守掩护，并尽可能集结兵力与第十军协力攻击；（二）在双堆集附近的第十八军向西、向南掩护，并俟第十军、第八十五军攻击进展后，再向东转移；（三）第十军、第八十五军拼力向东南攻击。”
黄维的设想是以4个主力师，齐头并进，迅猛突围。但在与八十五军一一○师师长廖运周商量时，黄维又采纳廖运周的建议：“让我师先行动，如果进展得手，其他师可迅速跟进，扩大战果。”
廖运周率部起义，破坏了黄维的突围计划，而当日黄维并不知道情况，还以为廖运周师攻击进展以后，“因后续部队迟缓，以致被解放军截断联络”，突围攻击行动因之停顿。
11月28日，顾祝同乘飞机到双堆集上空，与黄维通话，令黄维兵团站稳脚，就地固守，并把所占地区加以扩大。
29日，黄维调整部署：以第十八军守平谷堆、尖谷堆，作纵深防御；第八十五军守腰周圈、李庄地区，向西防御；第十四军守张围子、杨四麻子地区，向东防御；第十军守马围子至杨庄、李庄间，向南北防御；兵团部位于小马庄，并在双堆集至金庄间建成临时机场。
之后，黄维尽一切可能督饬各军固守待援。在开始的几天中，每天都抽调1至3个团配以战车和炮兵的火力，向解放军的阵地据点突击。如第十八军的部队屡次向双堆集以南解放军所占的村庄突击，第八十五军的部队也一再向双堆集以东解放军所占的村庄突击，有的被攻占了，有的并未攻下。
为实现以攻为守，扩大所占地区和阵地据点，以振作士气的企图，黄维还采用了所谓蹂躏战术，即组织兵力，调集炮火，对双堆集周围我军的阵地和村庄实施毁灭性打击，然后冲进村庄，拆屋掘地，搜走粮食和燃料，战车又反复碾过几遍，将村庄夷为平地。
这个战法初期产生了一定的作用，蒋介石和国民党国防部“据此大吹大擂，誉为第十二兵团在双堆集周边实行了所谓‘蹂躏战术’，并夸大战果，诡称解放军遭受毁灭性的打击”。
然而，廖运周率部起义，沉重地打击了黄维兵团的士气，军长、师长们都垂头丧气，又上下猜疑，互不信任。在黄维实施所谓蹂躏战术时，军、师长们宁愿把兵力麇集于狭小地区之内，不敢疏散兵力，扩大阵地。
尽管黄维不是打仗的科班军人，书生气十足，但他毕竟精通操典条例，布阵很有章法。他针对中原我军火力较弱而主要靠步兵冲击的弱点，令各军分区设防，各师以村落为基点搞三层纵深防御——前沿阵地、主阵地、核心阵地。各层阵地由明堡、暗堡组成地堡群，并构成许多三角形梅花形据点，每个角落均布成交叉火网，地堡群由交通沟、盖沟（暗沟）相连接。各阵地可以独立作战，又可以相互支持，村与村互为掎角，以逾越做死亡线。
尽管黄维精心布阵，但他也深知无论多么坚强的工事，是难以持久坚持的，他寄希望于突围，然而左突右突，只是徒增损耗，且包围圈越缩越紧。