1948年11月28日，老蒋电召杜聿明到南京开会，商议如何应对徐州会战的危局。杜聿明到达南京后，先和顾祝同在老蒋官邸内的小客厅单独谈了一阵子。
杜聿明问：“原来决定再增加几个军，为什么连一个军也没有增加？弄到现在，形成骑虎难下的局势。”
顾祝同说：“你不了解，到处牵制，调不动呀！”
杜聿明有些恼火：“既然知道不能抽调兵力决战，原来就不该决定打！令黄维兵团陷入重围，无法挽救！目前挽救黄维的唯一办法，就是集中一切可集中的兵力与共军决战，否则黄维完了，徐州不保，南京也就危险了！”
顾祝同情绪低落：“老头子也有困难，一切办法都想了，连一个军也调不动。”
顾祝同说的确实是实情，为了增加杜聿明手中的兵力以便给黄维解围，老蒋想尽了一切办法，他将第14兵团司令宋希濂召到南京，语重心长地对他说：“这次叫你来，主要就是要把你兵团的全部力量东调增援徐蚌地区的作战，来挽救目前所处的不利形势。现在徐蚌地区所进行的决战，关系党国的存亡。希望你的部队尽速东开，加入战场后，先以全力解黄维兵团之围，然后再会同徐州的部队，击破共军，稳定战局！”
宋希濂不敢怠慢，回到湖北荆门后立即命令第二十和第二十八军开赴武汉集结，准备由水路运往徐蚌战场。然而当部队赶到武汉后，白崇禧却派出警卫部队把轮船全部看守了起来，同时还告诉华中“剿总”运输司令部，没有他的命令决不允许将20军和28军装船调运。当时宋希濂的14兵团隶属于华中“剿总”序列，归白崇禧管辖。现在白崇禧不放行，宋希濂干着急也没有办法。
老蒋得知此事后，亲自打电话给白崇禧，但白崇禧就是不松口，最后两个人竟然在电话里吵了起来。老蒋骂白崇禧不服从命令，白崇禧说“合理的命令我服从，不合理的命令我不能接受。”老蒋见白崇禧如此顶撞自己，气得把电话都摔了。由于白崇禧的极力阻挠，老蒋没能从华中调出一兵一卒。
事后曾有人问白崇禧，为什么拒绝去华东任职，拒绝向淮海增兵，如果他能够去华东指挥，并能迅速调主力进入战场，徐蚌会战的结局或许不会这样糟糕。白崇禧回答说：“不糟又怎样？打胜了还不是老蒋的天下！老蒋的成功！北伐时我打的胜仗还少吗？结果怎样呢？现在叫他也尝尝失败的滋味。”
淮海战场上的数十万国军已经到了生死存亡的关头，白崇禧不仅不想办法救援，反而还故意拆老蒋的台，存心看他的笑话，将帅如此离心离德，国军焉有不败之理！说句题外话，屡次在紧要关头和老蒋作对的白崇禧竟然在国军大溃败的时候，不顾李宗仁的再三劝阻跟着老蒋走了，最终落了个悲惨的结局，实在是枉称“小诸葛”。
由于调不来援军，所以老蒋才紧急把杜聿明召到南京商议下一步的行动，最终决定放弃徐州，将部队撤往阳和阜阳一带，以淮河为依托构筑阵地，确保南京。杜聿明见老蒋决心已定，同意将部队撤出徐州，为了防止老蒋中途变卦，提出“要撤就不打，要打就不撤”的原则，老蒋很痛快地就答应了。
杜聿明返回徐州后，立刻布置撤退计划，第一步到达安徽与河南交界处的永城附近，第二步到达津浦路以西、蚌埠与宿县之间的蒙城、涡阳、阜阳地区。撤退需“以滚筒战术逐次掩护进行”，同时要求各部队须携带七日给养、五百公里油料和弹药，到达阜阳以前中途不补给。尽管杜聿明一再要求保密，但撤退的消息还是很快就走漏了，徐州瞬间陷入了巨大的混乱之中。
本来是危急之时的军事行动，结果却犹如整个城市在搬家。跟随国民党军一起撤退的，还有徐州国民党党部机关人员以及被裹挟的大批青年学生和市民，总数达到三十多万人。12月1日拂晓，华野前沿部队和抵近徐州的侦察部队纷纷报告：杜聿明主力已经撤退。粟裕当即命令华野9个纵队采取多路多梯队平行追击、围追和超越拦截的战法猛追猛打。淮海战役中规模最大的追击和堵截作战由此开始。
在所有的撤退部队中，以李弥的第13兵团跑得最快。30日从徐州附近出发时，李弥对第九军三师师长周藩说，徐州这几十万人怎么走得动？让我们在后面掩护，不是叫我们当替死鬼吗？我决定不和他们走在一起，避开萧永（萧县至永城）公路，直接向薛家湖走，不在他们的后面挨打，从他们的右翼绕过去，看谁跑得快。
杜聿明给李弥兵团规定的撤离时间是12月1日，李弥给部队下达的撤退时间却是11月30日。为了跑得更快一些，李弥有意切断了与杜聿明的联系，让杜聿明根本找不到他和他的第十三兵团。这样一来，这个所谓的掩护部队瞬间就成了整个徐州国民党军主力逃跑的前锋。令行不止，一味保存个人实力，这是国军失败的又一个主要原因。
就在李弥一个劲地往前跑的时候，邱清泉却停了下来。因为走在后面的第五军45师师长郭吉谦报告说，自己已经身陷重围，就要全军覆没了。邱清泉立即命令第72军派一个师回头增援。第5军军长熊笑三、第70军军长高吉人和第72军军长余锦源极力反对，他们认为45师的任务是掩护兵团主力撤退，发生战斗和受到损失很正常，兵团主力应该继续撤退。现在回去解救45师，主力部队岂不成了掩护部队？弄不好就成了黄百韬。
应该说这几个军长的头脑还是比较清醒的，但邱清泉却坚决不同意。他说：“牺牲别人可以，郭吉谦是我的战将，在苏北、鲁西、豫东一带屡立战功，如果今天不将他救出重围，将士会寒心，都会骂我没良心，将来谁还会为我作战？”于是，邱清泉兵团停了下来。邱兵团是这几十万国军中绝对的主力，他一停，杜聿明也只好停了下来。
就在杜聿明心烦意乱的时候，飞机空投了一个包裹，里面有老蒋的亲笔信：“据空军报告，濉溪口之敌大部向永城流窜，弟部本日仍向永城前进，如此行动，坐视黄兵团消灭，我们将要亡国灭种，望弟迅速令各兵团停止向永城前进，转向濉溪口攻击前进，协同由蚌埠北进之李延年兵团南北夹攻，以解黄维兵团之围。”
看罢这份信，杜聿明心中五味杂陈：在南京当面达成以黄维兵团牵制共军、掩护徐州主力全面撤退的计划时，自己就曾反复强调“要撤就不打，要打就不撤”的原则，何以在自己走到半路的时候又变卦了？如果要和共军打，何不在工事坚固又有给养保障的徐州打，偏偏要等自己走到荒郊野外的时候再打？这不是明明要把自己往共军已经张开的嘴里送吗？
杜聿明的第一个念头就是不执行这个命令，按照原计划继续向永城方向撤退，等主力撤到淮河附近之后，再发动攻击解救黄维兵团。但是，片刻之后他又犹豫了：“万一沿途被解放军截击，部队遭受重大损失，又不能照预定计划解黄维之围，蒋介石势必迁怒于我，将淮海战役失败的责任完全归咎于我，受到军法制裁。这样，我战亦死，不战亦死。”
后来杜聿明回忆说：“当时我的想法是，逃也晚了，打也无望。想来想去，觉得江山是蒋介石的，由他去罢。”最终杜聿明决定掉头往回走，结果一头扎进了华野的包围圈，被严严实实地围在了陈官庄一带。在这片十几平方公里的荒凉原野上，除了杜聿明集团的官兵之外，还有从徐州逃出来的军阀、官僚、银行家和地主，以及被裹挟而出的教员、学生、工人和小贩。
这数十万人每天至少需要粮食肉类240吨，弹药和其他各类物资160吨。而国军每天有限的几次空投，无异于杯水车薪，包围圈中一片惨象。伤员们躺在用各色降落伞搭起的简易帐篷里呻吟，大量冻僵的尸体散落在他们四周。没有伤病但被饥饿折磨得神情恍惚的官兵到处搜寻可以吃的东西，附近的几个小村庄已经被反复洗劫了几遍，百姓不但粮食被抢光了，身上的衣服也被扒光了，所有的家具、门框和房梁，都被国军当柴烧了。
跟随杜聿明跑出来的铜山县长耿继勋到处乞讨，在没有乞讨到任何食物的时候自杀了。学生、教员、工人身上的东西被搜光后，被补充到国民党军队里，白天被驱赶到旷野上挖战壕和站岗，晚上被像囚犯一样被关起来。更悲惨的是那些女学生，大部分以“女护士”的名义被补进各军师团部，为了能够得到一点食物，她们成了军官们的临时“太太”。
饥饿使所有的人都变得疯狂。部队开始每天还能够领到几碗米，煮成粥的时候只见水不见米粒，但很快就什么也没有了。有时领来的是一头毛驴，用枪打死之后，心肝肺肚放在两只大锅里煮，锅由军官亲自持枪把守，但还是没有煮烂就发生了混乱——士兵们为抢到一点肉而相互火拼。军阶稍微高一些的军官有大饼和罐头吃，因为空投场被他们派出的亲信用机枪严密封锁着。
有个别空投袋落在了空投场外，士兵们相互争抢，有时打开来一看，是子弹，有时打开来一看，是些小菜瓜子，包装纸上写的字是“兵团司令部茶食”。更让士兵们愤怒的是，好容易抢来了一大包，打开一看里面竟然是土。也有抢到大饼的时候，但是，抢到者刚咬了一口，就被一颗子弹打倒了，开枪者跑上来接着咬，很快又被打倒了，“一张大饼要送十几条人命才啃得完”。
杜聿明为了给这些人找一条活路，打算向我军缴枪，但被邱清泉蛮横地拒绝了。杜聿明虽然是邱清泉的上级，但此时他也拿邱清泉没有办法。杜聿明后来回忆说：“这次在包围圈中，邱大事小事都请示我，还算搞得不坏，但还未到谈心的程度。这件事邱不同意，我就无法做。弄得不好，反而事未成而身先死，并落个叛蒋罪名，我觉得太不值得。”
1949年1月6日，我军集中了15个纵队的兵力向陈官庄守敌发起了总攻，敌军斗志全无，很快崩溃。9日黄昏十分，杜聿明和邱清泉、李弥等人来到了熊笑三的第五军，企图在在这支王牌部队的掩护下突围。第5军是国民党五大主力之一，被誉为铁马雄师，杜聿明和邱清泉都在该军担任过军长，熊笑三是该军的第5任军长。然而此时的第5军早已今非昔比，在被包围的数十天中，官兵们连饭都吃不饱，哪里还有力气打仗呢？
我军发起总攻后，该军的45和46师先后缴械投降，只有第200师负隅顽抗，最终被消灭。杜聿明、邱清泉、李弥和熊笑三等人被迫分头突围。李弥和熊笑三扮成伤兵侥幸脱逃，邱清泉则被击毙。杜聿明在十几名卫兵的簇拥下向正西方向仓皇逃窜，10日拂晓，杜聿明一行在张老庄村被村民发现，随即向华野4纵11师卫生处作了报告，卫生处通信员樊正国立即带着几个战士前去查看，在村外将这一行人俘虏。
他们交代说自己都是李弥第13兵团的，其中职务最高的是军需处长，名叫高文明。华野4纵11师负责后方勤务指挥的陈茂辉主任审查了这几个俘虏。陈主任掏出一包“飞马”牌香烟递了过去，“军需处长”却从自己的口袋里掏出来一盒美国香烟，埋头抽起来。陈茂辉问“高文明”是哪个单位的，他说自己是李弥13兵团的军需处长。
陈茂辉问他第13兵团有几大处，“高文明”答有6大处，陈茂辉让他将这6大处处长的名字写出来，“高文明”拿笔想了半天也没能写出来，最终他被迫承认自己就是杜聿明。被俘后的杜聿明被送进了功德林，十年之后他第一批被特赦，先后担任过全国政协文史专员和政协常委等职，1981年在北京病逝，享年77岁。