1948年11月24日，黄维在南坪集召集师以上将领开会，研究兵团下一步的行动计划。在会上，他开门见山地说：“兵团的任务是要打到宿县，与徐州的杜聿明会师。看现在的情况，我们应该怎样打法，才能完成任务？”见众人都不吱声，第18军军长杨伯涛站起来说：“现在我们已经成了不着边际的孤军，趁共军还没有对我形成包围，兵团星夜向固镇西南的铁路线靠拢，与李延年兵团合股，然后再沿着津浦路往北打，这样可以立于不败之地。”
杨伯涛的这个建议，赢得了不少人的赞同。从南坪集到固镇，只有80多里，急行军的话很快就可以到达。如果黄维采纳了杨伯涛的这个建议，双堆集战役很可能就不会发生。但可惜的是，黄维由于久疏战阵，不了解我军的打法，认为杨伯涛对兵团处境的判断过于悲观，因此就没有采纳他的建议。直到蒙城被解放军攻占后，黄维才感到形势不妙，匆忙下令向固镇转移，但为时已晚。
中野各纵利用黄维在南坪集犹豫不决的这十几个小时，以迅猛动作完成了穿插迂回，从四面八方向第12兵团猛扑过来。意识到危险的黄维匆忙下令撤退，部队刚跑到浍河以南一个叫双堆集的村庄，就被追上来的中野给合围了。得知自己赖以安身立命的第18军在双堆集陷入重围的消息后，一直在上海装病的胡琏坐不住了，乘飞机来到双堆集坐镇指挥。
解放战争期间，胡琏虽然在进攻端表现平平，但在防守方面，他却颇有心得，有过多次从华野的包围圈中成功逃脱的经历。他来到双堆集后，立即就地取材，修筑了数不清的明堡和暗堡，并以此为基础构建了多道防御体系。中野刚从大别山转出不久，重武器十分缺乏，面对胡琏的“乌龟”战术，各纵的进展都十分缓慢。
为了弥补火力上的不足，中野想出了两个办法。一个是近迫作业，拼命挖交通壕和掩体，然后借助交通壕靠近敌人阵地，尽量缩短冲击距离，以此来减少敌人凶猛火力带来的杀伤；二是用废旧的汽油桶制造“飞雷”。这种“飞雷”虽然飞行距离有限，但爆炸造成的杀伤力却很大，国军称之为“没良心炮”。
在中野的不断蚕食下，黄维兵团的阵地越来越小。但越靠近敌人的核心阵地，我军遇到的抵抗就越激烈。陈锡联的三纵奉命攻击马围子，守军是原属于第18军的18师，老兵多，火力猛，战斗力极强。三纵连续攻击四天，只占领了村子的一角，还付出了极大的伤亡代价。陈锡联向邓政委报告：纵队已经伤亡近四千人，有的连队只剩下几个人了，各旅的直属队和机关人员都上了战场。
邓政委听后说：只要把黄维和杜聿明这两大股敌人吃掉，长江以北就再无战事。因此不论付出多大的伤亡代价，都要坚决打下去！陈锡联也发了狠，他对三纵将士们说：这是全国胜利前的大决战，我们就是倾家荡产，也要把当面的敌人消灭掉！12月11日，三纵对马围子的攻击再次开始。陈锡联摆出了一副决战的架势，把之前攒下的家底全部拿了出来，纵队所有的火炮一起发射，一口气打光了全部炮弹。
在炮火的掩护下，主攻的19团、22团和26团分别从正东、西南和东北方向对敌人发起了总攻。马围子的前沿工事基本上被三纵的炮火摧毁殆尽，主攻的三个团沿着交通壕向敌人的地堡实施连续爆破，用了将近2000公斤炸药炸开了多条通道冲入村内和敌人展开了肉搏。经过苦战将敌人全歼，胜利攻占马围子。在之后对双堆集的总攻中，三纵又活捉了黄维，表现十分出彩。
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