当杜聿明集团被阻于永城之时，黄维兵团在双堆集虽经左冲右突，也未能冲出解放军的包围圈，反而使双堆集的地盘越来越小。在万般无奈的情况下，黄维再次致电南京求救。
然而，在南京的蒋介石此时也是黔驴技穷了。他仅有的一点老本也差不多快输光了，已实在无兵可调了。胡宗南集团在西北，被彭德怀西北野战军牵住，不能动弹；华北傅作义集团也处在解放军的分割包围之中，自顾不暇；长江以南倒有几个刚刚组建的兵团架子，但全都是些强征来的新兵，根本不会打仗。惟有华中方面，白崇禧倒是还有一点实力，但是白、蒋矛盾一直很深，对于蒋介石的话他一向不听。而且，他也害怕自己的兵力调动华东后，解放军会乘虚而人。在这种情况下，蒋介石惟一希望的就是让蚌埠的李延年、刘汝明两个兵团北上增援。
李、刘两个兵团是在淮海战役发动后组建的，特别是李延年兵团战斗力较强，其第39、54军都是刚从东北战场上撤下来的蒋嫡系部队，第四军又是陈诚的黄埔嫡系。所以，蒋介石一直很看重这支部队。在黄维兵团被包围时，蒋介石曾督促该兵团北上解救黄维，后看到华东野战军南下部队十分强大，被解放军打怕了的蒋介石以为我军是要先歼灭李延年兵团和刘汝明兵团，于是他又命令李、刘两兵团火速南撤。
李、刘两人也一直担心被解放军包围，当他们接到蒋介石命其南撤的命令后，连忙置黄维兵团于不顾，星夜向蚌埠逃窜。结果黄维被吃掉了。
现在，杜聿明集团又陷入了重围，蒋介石在华东地区惟一能调动的力量就是李延年、刘汝明这两个兵团了。为了督促他们拼死北上解围，蒋介石一面特意派了一个高级视察官赴前线督战，同时还专门给李延年写了一封信，信中写道：“吉甫弟：徐海会战是国家存亡的大战。前期作战，我方虽歼匪数万，但整个战略形势对我还是不利。现共匪刘伯承、邓小平部集中主力围攻黄维兵团于双堆集。从昨天，杜聿明已率邱、李、孙三个兵团撤离徐州向西南转进，由北向南打刘、邓部侧背，届时匪方必分兵阻击我南进兵团。弟部是有生力量，在12月3 日应集中力量北进，摧毁匪方封锁线，以救出黄维兵团，战机不可失，务望本诸胜利举杯同庆，败则出兵死力的名训，激励将士，以挽战局。中正手启。”
为了激励李延年死命作战，蒋介石还派他的儿子、徐州装甲兵司令部参谋长蒋纬国亲率两个战车营加入到李延年的战斗序列。
在蒋介石的鼓动下，李延年命令部队在沿河、淝河之间津浦路西侧的70余里的战线上，对我阻击部队进行了疯狂的攻击。敌军在战车部队的配合下，火力十分凶猛，我方的所有防御工事均被摧毁，解放军指战员在裸露的大地上进行顽强的阻击。
在蚌埠西北地区，解放军将士以顽强的毅力先后打退了敌人上百次进攻。直至12月9 日，敌军在付出上万人的代价后，才突破了解放军的第一道防线。
为了加强对李延年兵团的阻击，确保我主力消灭黄维兵团和杜聿明集团，总前委决定将豫皖苏军区的张国华指挥的五个团和豫西军区张显阳指挥的两个团，投人到蚌埠西北地区进行阻击战。这两支队伍的到来，大大加强了蚌埠西北的阻击力量，稳定了战场形势，李延年的进攻态势被遏制。
李延年北进无望。在万般无奈的情况下，蒋介石再次想到了华中白崇禧的力量，他命令华中区宋希濂第14兵团，赶快北上增援，并把宋希濂、王凌去召到南京，面授机宜。
可是宋希濂兵团归华中“剿总”白崇禧指挥，一直与蒋矛盾很深的白崇禧认为这是倒蒋的大好时机，公然抗命不准宋兵团移动。队伍到了汉口，上了轮船，正要启航东下时，突然接到白崇禧的命令，不得开航。
蒋介石打电话给白崇禧，希望他以大局为重，服从命令，但白崇禧坚决不干，以至于两人在电话里便骂起来，蒋介石一怒之下，摔坏了电话机，结果宋希濂兵团的主力只好折返。
黄维兵团被围，增援部队又无望，在双堆集一切可吃的东西都被吃光了，第12兵团的官兵人心浮动。在此期间，第85军第23师在师长黄子华的率领下，被廖运周策动，投降解放军，更是令黄维兵团上下震惊。