這時，杜聿明給蔣介石發出了他在國民黨軍隊中服役大半生的最後一封電報：“各部已混亂，無法維持到明天，隻有當晚分頭突圍。”
很明顯，所謂“分頭突圍”就是不論建製，不要統一指揮，各自逃生。命令一出，包圍圈中的國民黨軍隊立即四散奔逃。
杜聿明沒有跟著第五軍的大部隊向外衝，而是帶著自己的副官、衛士等十來個人在夜色中從陳莊向西走，因見到向西的部隊太多，他就轉而向東北方走。到了夏寨，見到解放軍的大部隊也在向西開進，就在一處戰壕裏隱藏起來，由他的副官尹東生給他化了裝，剃了胡子，穿上士兵服裝，打算偽裝成普通士兵逃出去。可是，等到天亮時，四處都是解放軍，當杜聿明聽到“放下武器，繳槍不殺”的喊聲時，他知道一切都完了。正在這時，他碰上了華野四縱十一師的兩個衛生兵。在“舉起手來”的喊聲中，杜聿明的副官、衛士都乖乖地放下了武器。杜聿明一想到自己就要成為俘虜，真正產生了不想活的念頭，他舉槍指向頭部，決心自殺，但被身邊眼明手快的尹東生把手槍奪了下來。就這樣，風雲一時的國民黨軍隊中最著名的將領、和我軍在東北戰場上較量了之後又在中原戰場上較量的杜聿明終於在1949年1月10日早晨當了我軍的俘虜。
應當說，這時的尹東生是他的救命恩人，尹東生阻止了他步黃百韜的後塵，讓他從此開始了後半生的新生活。
杜聿明被俘後，在一個村子裏飽餐了一頓我軍提供的豐盛飯菜，但還未被我軍認出其真實身份。這位著名的將領步入人民的隊伍的最初幾步是怎麼走過來的呢？按照杜聿明自己的敘述和當時審問和發現杜聿明的陳茂輝同誌的回憶，情況是這樣的：
當杜聿明和其他俘虜在我四縱十一師的臨時俘虜收容地飽餐了一頓之後，俘虜群被分成若幹個部分。杜聿明和身邊的副官尹東生以及司機等3人的身份已經被抓到他們的兩個衛生兵所懷疑，所以仍然把他們3人分到一塊，一齊送到十一師政治部主任陳茂輝處進行審問。
陳茂輝見到杜聿明時，杜穿著一身士兵的棉服和破大衣，臉上和手上都弄得烏黑，可是在吸煙時卻吸的是高級的美國駱駝牌香煙，而且身邊的人恭恭敬敬地用打火機為他點煙。陳茂輝斷定此人絕不是一般俘虜。尹東生為人機靈，搶先介紹情況說：“我是尹東生，《徐州日報》
隨軍記者，”並指著杜聿明說，“這位是第十三軍團的高軍需。”司機也跟著說謊：“我是張印國，在徐州開商車，他們給拉來的。”三人都拿出了事先準備好的假證件。陳茂輝早就看出這位“高軍需”絕非軍需，至少是一個軍級以上的高級將領，所以就有意問“高軍需”叫什麼名字。杜聿明也就跟著尹東生說叫高文明。陳茂輝問他十三兵團兵團部有幾個處？這難不倒杜聿明，他的回答正確，說有六個處。但是再問他六個處的處長姓名時，杜聿明就說不上來了。他要用紙寫，掏出來的卻是美國的高級派克金筆，寫了好久，也寫不出幾個處長的名字。他對答不上，很快就會暴露身份，這時他既想表明自己身份，又存在顧慮。因為這時前來看被俘軍官的人多，杜聿明隻好說“這個地方談話不方便吧”。陳茂輝以為他是怕飛機轟炸，就說：“不要緊，對於你們的空軍，我們有經驗，嚇不了我們。你們隻要坦白交代，我們一律寬大，除了戰犯杜聿明以外。”這一下，杜聿明不敢再說話了。陳茂輝接著問他：“杜聿明是不是坐飛機跑了？”杜聿明隻好說：“聽說是跑了。”
陳茂輝見他說話吞吞吐吐，肯定還有若幹顧慮，打算先讓他鬆弛一下，就沒再問他什麼，將他們每人身邊各自的東西經過檢查之後，都還給了他們，然後就將杜聿明和司機張印國帶到十三兵團俘虜集中的一個廣場去。
十三兵團的軍官們一見到他們的杜長官，很多人都在議論紛紛。陳茂輝這時對這位“高軍需”的真實身份當然也就更加重視。在未能查明身份之前，就先將杜聿明和張印國關在一間磨房中休息，外麵布置了嚴密的看管，而先單獨審問“記者”尹東生。
這時，杜聿明所考慮的，當然是自己這個戰犯的末路。張印國勸他在夜間想法逃跑，他知道肯定逃不出去，而他的真實身份很快就會暴露。這時他感到死神即將來臨，這間磨房就是他的末日。他想到與其被處死，還不如自己死。於是他抓起地上的一塊石頭，向自己的頭上猛砸，直砸得頭破血流，人事不省。他的這種行動很快就被我軍的看守製止，他的身份也由他的行為所暴露。而陳茂輝也已經從尹東生口中查明了“高軍需”的真實身份。
1948年12月25日，我新華社發布了由毛澤東批示宣布的以蔣介石為首的內戰頭等戰犯43人名單（按：1948年12月25日，毛澤東又批示宣布了第二批戰犯名單，兩次相加一共是57名），杜聿明位列第34位。他也是43個戰犯中唯一一個被我軍俘虜的戰犯。
第二天，杜聿明被用擔架抬到了華野四縱司令部，華野張震副參謀長和四縱陶勇司令員與他進行了態度十分平和的談話。很快，陳毅司令員也到四縱司令部來了，也是用十分平和的態度與他談話。但是，這時的杜聿明對我黨的政策還不可能有任何真正的理解，所以態度仍然相當惡劣，用他自己的話說，“我一直凶頑無理，不願談任何問題”。由於杜聿明當時的態度實在太惡劣，連我軍醫生為他治傷都不願配合，自己砸破的頭部傷口上包紮的紗布他都要不斷地往下扯。我軍為了對他的生命負責，在將他從淮北押往山東根據地的途中，不得不給他戴上手銬。
雖然如此，中國共產黨並未放棄這個和人民解放軍打了多年硬仗的戰爭罪犯的爭取。從杜聿明被俘之日起，就花了很大力氣對他進行教育改造，花了很大力氣為他治療疾病（杜聿明身體很差，長期患有腰椎結核、腎結核、風濕、神經痛、胃潰瘍等多種疾病，1946年就已割去左腎）。由於他的脊椎既有結核，又有炎症，幾乎成為僵直狀態，所以戰犯管理所特地為他製作了一副合身的石膏板，讓他能夠入睡。至於對他的學習與反省，更是做了大量而又非常耐心的工作。
在介紹了杜聿明被俘的情況後，我們再來看看淮海戰場上其他幾個國民黨軍隊重要將領的情況。
當包圍圈中的國民黨軍隊四散奔逃之後，各級指揮部當然也就立即癱瘓。1月10日淩晨，我華野四縱、十縱和三縱的部隊攻克了杜聿明和邱清泉的指揮部所在地陳官莊。與此同時，四縱和一縱又攻下了第五軍的指揮部所在地陳莊。至於李彌的第十三兵團，在9日就已全部擊潰，已經沒有什麼人員了。
李彌十三兵團在包圍圈中的實力比不上邱清泉的第二兵團，所以李彌一直避免讓自己的部隊單獨突進，盡可能保存實力。他的指揮部最早在李石林，1948年12月15日李石林就被我軍攻克，指揮部遷到青龍集。