19日晚，在敌人的弱部被逐个击破后，解放军向敌方司令部发动总攻，经过半个月左右的激战，黄伯韬部下的10个师全军覆灭。蒋介石派重兵救黄伯韬出水火，但仍被解放军切断在碾庄之外，黄伯韬被我军击毙。
在两个野战军的配合下，淮海战役第一阶段作战报捷。第二阶段，采取南北堵截、中间围歼的方针，以中原野战军为主，华东野战军配合，围歼黄维兵团。
11月15日，中原野战军完成了对黄维兵团合围，使其成为了“笼中之鸟”。而蒋介石误认为解放军可能先围歼李延年、刘汝明兵团，命这两个兵团放弃蚌埠，阻止我军南下，同时命黄维兵团向蚌埠靠拢，令徐州杜聿明放弃徐州南下，配合行动。
在中原野战军的合围之下，黄维军团被打得落花流水，不敢突围。华东野战军另一部追击李、刘兵团，歼其一部。
蒋介石为保存实力，企图南北夹击，攻中原野战军侧背以解黄维兵团之围，尔后一起南撤。解放军采用平行追击、多层拦截、多处围捕的战术，并采用“集中兵力歼灭黄维兵团，围住杜聿明，阻止李延年”的方针。
经过20多天激战，黄维兵团被全部歼灭。淮海战役第二阶段就此结束。
