杜聿明集团改变撤退部署后,杜聿明决定采取“三面掩护、一面攻击”之战法,令李弥兵团在左,孙元良兵团在右,担任掩护,以邱清泉兵团居中,自青龙集向濉溪口方向猛力攻击前进。华东野战军则集中主力,以正面阻击迟滞其进攻,以三面围堵缩小对杜集团的包围,至6日已将杜集团全部包围在永城东北的陈官庄、青龙集地区。此时,杜聿明集团已基本失去攻击力,即使是最为好战的邱清泉,也不再坚持向南打的主张。6日中午,杜聿明再度召集邱、李、孙开会,孙元良提议突围,得到邱清泉的同意,李弥虽不置可否,但表示愿听从命令。杜聿明遂决定,3个兵团于当日黄昏同时向西南方向突围,到阜阳后再集结。因为突围毕竟有违蒋介石的命令,会后不久杜聿明又觉此计不妥,担心无论成败蒋均将怪罪于己,决定撤销计划,而孙元良自作主张,自行率部突围,结果所部第41、第47军大部被歼,军长胡临聪、汪闸锋被俘,仅孙元良只身化装脱逃。至此,杜聿明部2个兵团8个军20余万人被围在以陈官庄为中心、方圆不过10公里的狭小地域,重蹈黄百韬、黄维两兵团之覆辙。
杜聿明本为国民党将领中较具军事眼光和指挥才能者,在全面内战初期的东北战场出了不少风头,但在徐蚌会战期间,他上受国防部、参谋本部和徐州“剿总”刘峙的掣肘,下有邱清泉等的牵制,始终不能独立自如地贯彻自己的主张,尤其是国民党军最高统帅蒋介石,独断专行,胡乱指挥,朝令夕改,使得杜聿明无所适从,加之其个人在关键时刻优柔寡断,终使全军陷入被围的困境。杜在被围后电告蒋:“现各兵团重重被围,攻击进展迟缓,以现有兵力解黄兵团之围绝对无望,而各兵团之存亡关系国家的存亡,钧座既策定与共军决战之决策,应即从西安、武汉等地抽调大军,集中一切可集中的力量与共军决战。”但蒋在回电中却告杜:“现无兵可增,望弟不要再幻想增兵。应迅速督率各兵团攻击前进。”蒋介石曾计划再从华中调动第14兵团宋希濂部增援徐蚌战场,但因白崇禧从中作梗,部队迟迟不能成行。12月15日黄维兵团被歼后,国民党统帅部因担心李延年、刘汝明兵团再遭围歼,令其后撤至淮河以南布防,杜聿明集团已完全陷于孤立无援之绝境。16日,蒋介石指示杜聿明:“弟部须以积极手段求匪弱点予以击破,并向外扩展,以求脱离包围,总之弟万不可固守一地,坐待围困也。"19日,杜聿明派其参谋长舒适存飞南京要求调兵增援,但蒋介石告诉他:我已想尽办法,华北、华中、西北所有部队都被共军牵制,无法抽调。目前惟一办法就是在空军掩护下集中力量,击破一方,实行突围,哪怕突出一半也好。27日,国防部指示杜聿明:“贵部于粮弹补足后,寻匪弱点,选择有利地形及方向,集中主力,先击破一面之匪,逐次跃进转移脱离匪军包围,易地与匪作战。”但杜聿明认为在没有接应的情况下突围是死路一条,又适值自20日起连续多日天降大雪,空投补给无法进行,杜集团数十万人缺粮少弹,困守于一片冰天雪地之中,外有华东野战军部队的层层包围,内则将无良策,兵无斗志,所谓突围之举自无从提起。