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。
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