此时，华东野战军司令部得到情报：杜聿明向蒋介石建议，从山西、台湾、甘肃抽调几个军到蚌埠，与李延年、刘汝明合股北援；宋希濂兵团已由武汉向浦口开进；蒋介石派他的儿子蒋纬国率领战车部队到蚌埠参战。粟裕分析战场态势，认为南线阻援兵力不足。万一出意外，势将影响全歼黄维兵团的作战。他估计，华东野战军对杜聿明集团作战还需十天到半月时间，可以再抽出部分兵力到歼黄战场，首先集中兵力歼灭黄维兵团。

12月10日，粟裕即致电刘伯承、陈毅、邓小平并中央军委、华东局，主动建议“再由此间抽出一部分兵力，以求先解决黄维（对邱、李暂采大部守势，局部攻势）”。经刘伯承、陈毅、邓小平同意和毛泽东复电同意，华东野战军前委决定，由华东野战军参谋长陈士榘率3纵、鲁中南纵队和特种兵纵队主力，于当天晚上南下参战。这样，就使参加围歼黄维兵团的兵力达到12个纵队零两个旅，解放军在数量上也处于优势地位。

应特别指出的是，陈士榘出发前，粟裕即特别交代，缴获的武器装备一支枪一粒子弹也不留，全部交给中原野战军。若干传记写道：“黄维兵团最后试图分散突围全部就歼时，陈士榘、陈锐霆（华东野战军特纵司令员）都接到陈毅指示：黄维兵团的东西华野部队一律不准拿，华野各纵队战斗结束后即时归建。于是陈锐霆这位原定负责打扫战场的华野战地司令只得‘两袖清风’而归。”显然，这个叙述是与历史事实不相符的，实际上贬低了华东野战军代司令员粟裕的豁达与陈士榘、陈锐霆执行华东野战军司令部命令的坚决。陈士榘、陈锐霆早已奉代司令员粟裕的命令，缴获的武器装备必须全部留给中原野战军，因而陈锐霆“这位原定负责打扫战场的华野战地司令”并非就要带走战利品，“两袖清风”早在计划中，“只得”一词显然值得商榷。当然，陈毅的指令起了强化作用，同样是一种高风亮节的体现。

战至12月15日，第二阶段作战胜利结束，全歼黄维兵团12万人。其中华东野战军派出的7纵歼敌10639人；13纵歼敌9274人；3纵歼敌642人。另据13纵司令员周志坚在其《峥嵘岁月：周志坚回忆录》中记载，13纵共歼敌17781人。他指出：“在围歼黄维兵团的作战中，我纵毙伤敌10军军长覃道善以下4100余人，活捉18军军长杨伯涛以下13681人。除我纵补充自己几千人外，其余的约10000人，遵照华野首长指示，多数拨归中野第二纵队。”与此同时，粟裕指挥华东野战军主力又将李弥兵团歼灭近半，将邱清泉兵团歼灭三分之一。取得了淮海战役的第二个巨大胜利。

在第二阶段作战中，粟裕指挥华东野战军在几个方向作战，加上情况复杂多变，特别是徐州的杜聿明集团全力突围，作战方式立即由钳制、阻击转换为追击、合围，这些都大大加重了他临机处置的难度。华东野战军部队因部署多次调整及转移使用兵力，作战行动相当紧张。华东野战军共16个纵队，先后归中原野战军直接指挥参加歼击黄维兵团的有第7、13、3、鲁纵及特纵主力共五个纵队；另以五个纵队担负阻击李延年、刘汝明的任务，保障中原野战军侧背安全，并作为战役预备队；而追击合围杜聿明时最大使用兵力为11个纵队。这不仅可以看出转移使用兵力之频繁，也可以看出当时兵力使用已达到极限了。然而，华东野战军各个纵队都很出色地完成了任务。

11月18日，代前委书记粟裕签发华东野战军前委《关于淮海战役第二阶段部队情况简报》。中央军委副主席周恩来于12月22日批示：“报告内容甚好”，并转发东北、华北、西北各野战军及兵团首长参阅。因此一阶段直接围歼黄维兵团以中原野战军为主，１月３日，中原野战军政委、前委书记邓小平也起草并签发了中原野战军《关于歼灭黄维兵团作战初步总结》，上报中央军委。

三、瓮中之鳖，军政并用。雨雪霏霏，四面楚歌，名将杜聿明束手就擒。

淮海战役进入第三阶段，人民解放军已占绝对优势，杜聿明成了瓮中之鳖，被全歼是早晚的事情了。此时，粟裕考虑的是什么时间发起总攻对全国战场最为有利。

为了稳住平津地区的傅作义部队，不使蒋介石迅速决策海运平津各部国民党军南下，毛泽东和中央军委于12月11日决定，在歼灭黄维兵团之后，留下杜聿明集团余部，“两星期内不作最后歼灭之部署”。12月14日毛泽东再次电示粟裕：“你们围歼杜邱李各纵，提议整个就现阵地态势休息若干天，只作防御，不作攻击。”

同时，为防止平津、塘沽的傅作义部经济南逃往青岛，中央军委于12月13日致电华东局并告粟裕、谭震林，林彪、罗荣桓，指出：东北野战军主力已经入关，正在部署切断北平、天津、塘沽之间的联系，准备攻击北平、天津、塘沽。如果敌人其他地方无路可逃，可能由天津经济南向青岛逃走，此时，“你们即须担负阻击之责，以便配合我追击大军歼敌于济南一带黄河北岸”。