实际上，黄维中了廖运周的瞒天过海之计。
廖运周，黄埔军校四期毕业。1927年3月加入gongchandang，参加过北伐和南昌起义。大革命失败后，接受ong的秘密指示，长期在国民党军队中隐蔽。他先在冯玉祥的抗日同盟军中任团长，后来抗日同盟军失败，部队被蒋介石收编，改编为110师。他就在该师中历任团长、旅长、直到升任师长。ong北方局、晋冀鲁豫分局、华东局、中原局乃至中央军委，都在不同时期向他布置任务，并多次选派干部进入110师，帮助开展工作。
1947年夏，华东局批准成立110师地下党组织，基本把该师置于地下党的控制之下。当时邓小平指示积极准备，耐心等待，要到最有利的时机起最大作用。到1948年7月，邓小平又指示要做好起义的一切准备。
当廖运周的110师在85军建制里随黄维兵团被合围在双堆集后，特别是在掌握了黄维的突围计划后，他立即派人设法与当面的解放军中野6纵联系，请求乘突围之际举行起义。
刘伯承、邓小平批准了他的请求，规定了起义部队的行进道路和联络信号，并指示6纵做好接应起义和阻击黄维突围的准备。廖运周得到刘、邓批准后，考虑到突围时四个师齐头并进，110师被夹在中间不利于起义，为确保起义成功，这才向黄维提出了110师为先锋首先攻击的建议。
11月27日六时，廖运周率110师的两个团（另一个团被85军留作预备队）顺利通过解放军的阵地，向指定地点开进。当110师通过后，6纵立即封闭了通道。黄维以为110师突围成功，命令后续三个师沿110师的路线跟进，不料随即遭到解放军预伏火力的迎头痛击，尽管有飞机、坦克的支援，仍未能突围出去。
廖运周撤出战场后，陈赓接见了他。为妥善安置110师的起义官兵，中野对该师的起义保密三天，更使黄维对110师的突围大惑不解。得知110师起义后，第12兵团士气大挫，军心动摇。黄维后来回忆说：“我有什么办法？除了对空联络，我什么情报都得不到，电台原来还能与南京联系上，后来也不行了。我有什么办法？我下边的师长廖运周是gongchandang员，天天用电台和gongchandang联络，我的电台台长也是gongchandang员，‘文革’时我外调材料，才晓得这些。你们看，这个仗还叫我怎么打？”
廖运周率部起义后，中野不失时机向黄维兵团猛攻，刘、邓一度估计可在两三天里结束战斗，然而实际情况并不乐观，黄维依靠优势火力，顽强防御。而中野由于前期千里跃进大别山，将重武器几乎尽数丢弃，加上又抽调了一些部队充实到地方部队。
这就导致人员、火力都大为不足。特别是炮兵严重不足，当时中野全军仅有75mm野炮两门，山炮四十二门，炮弹约两百发；迫击炮两百零七门，炮弹约两百五十发，每门炮平均只有一发炮弹。
凭借这样的炮火根本无法压制住敌军火力，攻击难以奏效，无法达到迅速歼灭的目的。
而黄维认为，如果就地防御，势必被困死，不如乘解放军包围圈尚未巩固之时，继续组织突围。因此在被围的最初几天，黄维每天以一到三个团不等的兵力，在飞机、坦克、大炮的支援下，不断向东南突围。
11月28日，黄维以18军的三个主力团，在十二辆坦克掩护下，向马小店强攻。在攻击前的火力准备中，发射的炮弹多达数千发，将村内的房屋和解放军的防御工事几乎尽数摧毁。但6纵17旅拼死抵抗，付出很大代价终将敌击退。
当天顾祝同乘飞机飞临双堆集上空，命令黄维就地固守，站稳脚跟，并尽量扩大占领地区。蒋介石认为黄维兵团完全可以顶得住解放军的攻击，所以命令黄维死守待援。第12兵团的军、师长听到这一命令，想到黄百韬兵团覆没的下场，无不相顾失色。
11月29日，黄维因连日突围都未成功，加上蒋介石的命令，决定转入防御。兵团部在双堆集以北的小马庄，14军守东面的张围子、杨四麻子地区，10军守南面的马围子、杨庄地区，85军守西面的腰周圈、李庄地区，18军守纵深的平谷堆和尖谷堆，并在双堆集与金庄之间构筑了临时机场。
黄维利用地形开阔，易守难攻的特点，构筑了大量地堡、隐蔽部、交通壕，以多道障碍物和三道地堡群组成外围阵地，以村庄为坚固支撑点，以数百辆汽车装满泥土排成一圈，构成纵深的核心阵地。另以七个团组成机动部队，每天向解放军阵地实施攻击，以扩大占领区，抢掠一些食物。
当围歼黄维第12兵团的战斗激烈进行时，华东野战军以8个纵队部署在徐州以南，设置3道阻击阵地，抗击、歼击于11月26日开始由徐州南进的国民党军第2、第16兵团。另以5个纵队于11月25日南下，抗击、歼击固镇地区的第6、第8兵团。
这一作战行动保障了中原野战军从容围歼黄维，彻底打破了蒋介石南北对进救援黄维的计划。