召集化学弹有关人员再三研究，决定明日再准备一日，以期周到无缺也。十时後就寝，今日几乎全力用於化学弹使用之准备工作，忧喜与疑信参半也。」

12月11日日记写道：「晚课後听取化学司今日试验化学弹报告，结果良好为慰。」

12月12日解放军全线发起总攻，蒋中正在当天日记写道：「上午与叔铭屡通电话，研究化学弹应否使用，有人绝对反对，故不能绝断。礼拜如常。正午决放弃使用化学弹。」

12月15日，中原野战军在华东野战军配合下，在宿县西南双堆集地区围歼第十二兵团，俘兵团司令h维，该兵团一个师参加中国阵营。12万人被消灭，残部各自突围。12月15日副司令胡琏与战一团战车第二营代营长甘义三之座车，与战车连副连长周名琴等官兵数人，共乘一车。他们单独突围逃出这部战车为战车二营突围指挥车，仅此车有突围路线地图及资料。但坦克被解放军击中亦受重伤。後遇到未被包围作为後卫的第十八军骑兵团以及第十八军第四十九师，遂把胡琏护送到蚌埠，转往上海就医。

第三阶段

第三阶段，从12月23日至1949年1月10日。

为配合平津会战，按照中央军委统一部署，解放军部队战场休整20天。解放军对傅作义集团之分割包围，避免其迅速决策经海路南逃。由於已消灭34个师，邱清泉第二兵团、李弥第十三兵团之22个师被包围，解放军对合围的杜聿明部暂缓攻击，向杜聿明发动政战宣传与劝降，消耗其心理，为最後围歼杜聿明部做最後准备，虽然杜聿明拒绝投降，但瓦解了官兵士气。

合围圈中的粮弹两缺，虽有空投补给，但远不够用。12月19日，被围的曾谋划空军化武掩护下突围，亦无力执行。12月26日，徐蚌战场被围困於陈官庄之杜聿明、邱清泉、李弥部，因连日大雪，飞机停止空投，接济断绝。12月28日，杜聿明问顾祝同增援徐州之兵力在哪里时，顾祝同回答说：「现在到处受到牵制，哪里也调不出兵力。」

这时，华北傅作义集团，已被分割包围於北平、天津、塘沽，歼灭杜聿明已不再影响华北战场之势态。

1949年1月5日，第十六兵团司令孙元良自宿县突围抵汉口，所部残余千余人，至驻马店地区。

1月6日，徐蚌会战第三阶段开始。

下午4时起，华东野战军东、北、南3个突击集团同时对河南永城东北之青龙集、陈官庄地区被围之杜聿明集团发起总攻，在2小时内歼李弥第十三兵团万余人，攻占村落据点13个。

解放军在看见招降无效，就发动猛烈总攻，乘疲弱无力，以大胆分割战术，全面突入，先摧毁外围据点，续入核心阵地，Si里求生，奋力拚斗。

1月9日，消灭第十三兵团大部，残部撤往第二兵团防区，「虽然出动了救援的飞机，但没来得及」苦战到1月10日夜间，终於全线瓦解，结束战斗。

经4日战斗，解放军全歼第二、十三两个兵团，俘徐州剿匪总司令部副总司令兼前进指挥部主任杜聿明。

徐州剿匪总司令部前进指挥部副主任兼第二兵团司令官邱清泉阵亡。

参与此役之高级将领，仅李弥、孙元良、熊笑三、高及人等幸获脱险，杜聿明及其以下军、师长多人均被俘。

犠牲之重，堪称空前。

是日，蒋介石日记写道：「杜聿明、邱清泉二将领虽作战失败，但其始终听命，奋斗到底，实不愧为革命军人。」

在战斗最激烈阶段，蒋曾下令使用毒气弹掩护杜聿明部突围，并以甲种弹掩人耳目。杜聿明在《淮海战役始末》一文中回忆：「我想突围也无望，但限於蒋中正的命令，又有董明德来，不能不敷衍他一下」。

於是即找第三处处长邓锡洸来商讨，拟定陆、空协同放毒突围的计划。董说：「h兵团这次用了毒气弹，部队被消灭後，共军即广播出来。放毒是违犯国际公法的，所以这次决定以空军放毒，掩护你们突围。规定毒气弹为「甲种弹」，其他弹为「乙种弹」，计划中只写甲种弹、乙种弹，而不写毒气弹。