於國軍而言，是有利於發揮其火力優勢和機械化部隊、坦克的機動。解放軍依託山頭，村落，採取有重點的縱深梯次配置，進行堅守防禦。

12日，阻擊部隊同自徐州向西增援的邱雨庵、李文卿兵團展開激戰。

與此同時，徐州剿總調整建制，將李延年的第9綏靖區改為第6兵團，轄第39、99軍和剛從葫蘆島撤下來的54軍，劉汝明的第4綏靖區改為第8兵團，轄55軍和68軍，這兩兵團在蚌埠集結，由李延年統一指揮沿津浦路北上。

蔣總統坐在南京心急火燎地算計著邱、李兵團的進度。第二天，他又電令徐州劉總司令、杜副總司令，督促他們傾全軍東援，星夜挺進，務於當夜到達碾莊附近解圍，免誤大局。他還電告黃煥然：“已令杜、邱星夜向東挺進，務於本夜到達碾莊，夾擊G軍，希激勵官兵，鼓起最後五分鐘之革命精神，堅守待援。”看起來整個部署非常周密。

上午邱雨庵兵團展開三個師於隴海路以南，李文卿兵團展開兩個師於隴海路以北，共五個師在十四輛坦克、二十餘架飛機掩護下，向碾莊猛攻。華野為保障主力消滅黃煥然兵團，以第10縱隊送司令、劉政委統一指揮第7、10、11縱隊在徐州以東大許家地區沿隴海路兩側組織防禦，抗擊邱、李兵團；另以蘇北兵團韋司令、吉副政委統一指揮第2、12和中野第11縱隊，在徐州東南攻擊邱、李的側後，協助宋、劉的正面防禦。

天亮前，第10縱隊已佔領李家集、侯集、大張圩至不老河一線，並用炮火控制徐州機場；第7縱隊佔領大許家至單集一線；第11縱隊佔領李農井至鄧家樓一線。各縱迅速構築了工事，佈置了火力。天亮後在距碾莊約四十公里的團山、張樓一線，第7、10縱隊與邱、李兵團的第一梯隊激戰竟日，頑強頂住了國軍第一天的猛烈進攻。同一天，邱、李兵團向東推進三至六公里。對此速度，杜光亭和邱雨庵都感樂觀。向負的很的邱雨庵甚至電告黃煥然：“能於一二日內盼與兄部會師。”

11月13日，邱、李兵團投入了六個師的兵力，在飛機、坦克的掩護下，展開了更猛烈的攻擊。解放軍採取正面頑強抗擊，側翼積極出擊的戰術，與國軍逐村逐地爭奪，雙方傷亡都很慘重，天黑前，解放軍退守五橋、新莊、薛山一線。但是，負責地面進攻的邱兵團同空軍協調出了問題，雙方互相指責，鬧得一塌糊塗，致使邱兵團幾乎沒有進展。

同一天，由韋、吉指揮的第2、12、中野11縱，從東南面逼近徐州，在大王集包圍了原西北軍孫良誠的第107軍，一舉消滅第261師，迫使孫良誠率軍部和第260師投誠。

在南京的蔣總統對於佔據的遲緩又按捺不住了，再次電令劉、杜：“黃兵團陷於苦戰，我軍勝敗決定於最後五分鐘，徐州方面應儘量減少守備部隊，徹底集中兵力向東挺進，擊滅G軍，求得最後勝利。”

華東野戰軍方面攻擊集團也遇到了困難。各縱隊殲敵心切，先到先打，由猛烈追擊倉促轉人攻堅，炮兵大部又未能及時跟上，缺乏火力支援，致使攻擊部隊每攻擊一處均要經過五次以上反覆爭奪，結果連攻三日，傷亡較大，進展緩慢。

14日晚，粟、陳、張在華野司令部周家召集攻擊集團指揮員開會，重新調整部署，提出以先打弱敵，後打強敵，攻其首腦，亂其部署的戰法，採取攻堅手段，發揮夜戰特長，利用近迫作戰接近敵人，插入各村之部，進行逐點奪取，逐個殲滅。攻擊集團的第4、6、8、9、13等五個縱隊統由山東兵團譚震林、王建安指揮。

同時，為了加強攻堅力量，華野又將有很強火力的特縱分置四面，配合各攻堅部隊對碾莊發動攻擊。

面對黃煥然的頑強抵抗。面對中野部隊西阻黃培我、南抗李延年的艱難處境，粟Y的心情是可想而知的。但是，他仍堅定地按照11月14日夜決定的戰術原則，層層剝皮，進逼碾莊。華東野戰軍對黃煥然兵團加緊攻擊，可急壞了蔣總統。他立即催促邱、李兩兵團加緊東進，解救黃煥然。在徐州東北面約25裡的銅山和郊縣之間有一條公路，是徐州通往碾莊圩的必經之路。國軍要增援黃煥然必須從此經過，

解放軍要阻止國軍援軍也必須控制這一通道。就在這一通道上，有一座高150米叫寺山的小山，這個小小的山口成了控制公路的咽喉。在這裡，李文卿兵團的基本部隊第8軍動用了兩個團的兵力，在六輛坦克的掩護下，向守山口發動了兇猛的攻擊。第10縱第28師一個營的兵力在光禿禿的山樑上，在岩石縫中頑強阻擊國軍。他們放