1949年1月8日，被圍困了一個月的杜聿明集團，眼看外援無望。知道自己的末日將來臨，決定作最後頑抗：突圍。
蔣介石親自策劃了這場突圍行動。1月4日，他打電報給杜聿明，要他以“黨國為重”，拼死突圍，“哪怕突出一半也好”。狗急跳牆的蔣介石甚至指令“以空軍全力掩護，並投射毒氣彈。”杜聿明等在接受命令後，擬定了陸空協同投放毒氣突圍計劃。為了不暴露其罪行，將毒氣彈寫為甲種彈，以掩人耳目。
然而，狐狸再狡猾也鬥不過好獵人。華野司令部及時察覺到敵軍近日調動頻繁，空投日趨緊張的動向，決定不讓敵人突圍，而趁敵人調整部署，兵馬混亂時，發起攻擊。根據敵人的佈防特點，攻擊重點放在東面，首先打擊相對薄弱的李彌兵團。然後突破魯河防線，消滅第二兵團。
1月6日下午，總攻擊開始了。炮聲如巨雷震響，萬道火光齊向敵軍陣地飛去。頓時，敵人的地面工事和制高點火力，均被炮火毀滅。濃重的煙浪席捲了整個敵人陣地。
1個半小時後，衝擊的訊號彈剛騰空升起，守候在出擊口的突擊隊、爆破組，三五成群，紛紛跳出工事，以銳不可當的氣勢朝預定目標衝去。敵人整個外圍陣地，在我軍勇猛的衝擊下，很快被突破。隨後，突擊隊從各個不同方向，插入敵軍縱深，當日即攻克敵人堅固設防的15個村落據點，殲滅敵人約10個團。
1月7日，我軍又連續攻佔夏砦等20個村莊據點，並攻佔了李彌兵團司令部所在地青龍集。十三兵團全線崩潰，殘敵向西收縮，被我軍一直壓到魯河東岸。潰退的敵人越過魯河，向第二兵團的陣地逃竄。而第二兵團為了自身的安全，竟向自己人射擊，不讓過河，結果發生一場狗咬狗的自相殘殺。在敵人混戰時，我軍趁機消滅了李彌兵團部分逃敵。這一天，我軍又殲敵11個團。
戰線逐步逼近敵人的心臟地區，敵人火力越來越猛，反撲也更加劇烈，爭奪一個陣地總要數易其手。特別是在突破魯河防線後，由於敵人內部交通壕已減少，僅有的還被敵人火力所控制，加上邱清泉第二兵團又是王牌部隊，不僅火力猛而且有一套打法，因此，以後的戰鬥十分艱苦，我軍取得的每一個勝利，都付出了相當大的代價。
1月8日，我軍已把敵人分割成幾塊，並且擊傷第二兵團七十軍軍長高吉人。蔣介石聞訊後，隨即派一架教練機來接。可是，因有幾個高階官員爭相逃命，飛機延誤了起飛時間，反被我軍炮火擊中。此後，臨時機場也被我軍火力控制，敵人空中逃路被切斷了。
1月9日的戰鬥最為激烈。此時，敵人的整個防線已被我軍打爛。絕望的敵人在20餘架飛機掩護下，拼命向西突圍。空軍副總司令王叔銘還親自飛到陳官莊上空指揮，並向我軍陣地和後方居民施放大量毒氣彈。敵人這種滅絕人性的行動，除了激起我軍的憤怒，更加英勇殺敵外，沒有其它任何作用。我軍迅速集結到西部地區，堵截、分割並圍殲企圖突圍的敵人。激戰至傍晚，敵人中心陣地陷入混亂狀態。三縱，一縱和十縱以神速的動作，直插“徐州剿總”指揮中心——陳官莊。
陳官莊裡這時早已亂成一團。杜聿明集團總部的將領們，各逃各的，已不知去向。餘下的官指揮不了兵，兵不理睬官，各奔東西。當我軍越過敵人用坦克和卡車排成的環形圍牆時，一群一群的敵人，像無頭蒼蠅亂跑亂撞。成千上萬放下武器當了俘虜的官兵，則自動集合起來，等待收容。
到10日早上，敵人大部分已經停止抵抗，坐下繳槍。兵敗如山倒，敵人大批大批地被俘，流散的四處逃命。只有殘存的第五軍敗退到陳官莊兩側的劉集，負隅頑抗。
下午，我軍對劉集發起進攻。強大的炮火向敵人這個最後孤立的據點猛烈轟擊。炮擊以後，突擊隊就像無數尖刀，從東西南北同時直插敵人的防禦工事。一向以兇猛著稱的蔣介石王牌第五軍，此時完全失去了往日的威風。勉強抵抗一陣以後，不到1小時，餘下的敵人便繳槍被俘。邱清泉揹著一支湯姆式衝鋒槍，逃到張廟堂後繼續頑抗，被我軍戰士當場擊斃。杜聿明帶領十餘名隨從，化裝成人民解放軍潛逃，在張老莊被四縱戰士俘虜。只有李彌化裝成士兵隻身逃脫。
至此，杜聿明南下兵團近30萬人馬遂告全軍覆沒。這是淮海戰役中最後的一仗，也是最大的一個勝利。
就在杜聿明被俘的當天，李延年兵團聞風喪膽，一晃而過蚌埠，朝蕪湖方向撤逃。
南京城內，當參謀總長顧祝同氣急敗壞地趕到蔣介石官邸，報告這不幸訊息時，蔣介石竟然毫無反應似地倚在沙發上，雙目緊閉。許久，兩行眼淚潸然而下。1月21日，就在淮海戰役結束剛10天，蔣介石宣告“引退”，他的智囊陳布雷服安眠藥自殺。
南京岌岌可危。蔣介石的末日已經來臨。
