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。