1949年1月7日，青龍集又被我軍攻克，十三兵團在潰散中向西轉移。
1月9日，李彌冒著彈雨親自指揮突圍，仍無任何進展。部下的第八軍四十二師在師長伍子敬的率領下在崔莊向我軍投降，第八軍軍長周開成和在包圍圈中臨時編成的一一五軍軍長司元愷被俘。第九軍軍長黃淑在10日清晨被俘。
李彌這個兵團司令拉著他的副司令趙季平在9日夜間趁夜色中向外逃命時迷失了方向，用他的話說，是“看著有隊伍就跟著走，走著走著被打回來。又走，走一會又被打回來。老跟著混亂的隊伍挨冷槍打”。
在半夜1點，他走到了所屬的九軍第三師所在地周樓，暫時藏在一個掩蔽部裏。天明時，為人狡猾的李彌要第三師師長周藩去向解放軍接洽投降，以便讓他找一個機會脫身逃跑。他專門為周藩確定了“投降條件”，其中一條是“投降後不論官兵，凡是不願意幹的不強留，放回家”。於是，周藩等人前去與我軍接洽投降，我軍也就停止了射擊。李彌讓人為他找來了有血汙的士兵服裝和膠鞋換上，化裝為一個傷兵，在混亂中溜出了包圍圈，逃脫了當俘虜的命運。
邱清泉是包圍圈中最狂妄、最驕橫的國民黨將領，打仗頗為亡命，他的第五軍是國民黨軍隊的五大王牌之一。但嚴格說來，此人並無多少職業軍人應有的素質。例如，作為一個美式機械化兵團的司令官，他卻十分迷信。淮海決戰之前，國防部要他駐守商丘，他死活不幹，原因隻有一個：“商丘”二字諧音“傷邱”，不吉利。撤離徐州後，他讓十六兵團一個會算命拆字的監察官尹天晶為他拆字，他為了吉利，寫了一個“笑”字。尹天晶想了一陣，說是“笑者，二人升天也”。邱清泉從此就認為他已進入了不吉利的境地，一到陳官莊駐地，又叫尹天晶來看吉凶。尹天晶說駐地院子不大吉利，因為院子中間有棵老槐樹，院中加木，形如“困”字，所以才會被圍困。邱清泉立即叫人把樹砍掉，認為這下子就轉凶為吉了，必將衝出包圍了，頓時又趾高氣揚起來。當時，他下邊就有人議論說，砍了樹，人還在院中，豈不是一個“囚”字！
當黃維兵團被消滅、杜聿明集團被完全困在包圍圈中，多次向外突圍都毫無結果之時，邱清泉一下子又變得消沉頹廢，喜怒無常，不是罵娘，就是飲酒，成天抱著女演員、女護士縱情淫樂。1月9日杜聿明到第五軍軍部商議最後的逃命方案時，邱清泉已經完全沒有了過去的驕狂，隻是不斷地說“真正崩潰了，真正崩潰了……”當杜聿明在第五軍軍長熊笑三的逼迫之下同意各自突圍逃命之後，邱清泉當即通知各軍，他已放棄對部隊的指揮，讓各部隊自尋生路。他想由他一手栽培起來的熊笑三保他突圍，熊笑三卻比他還跑得快，早已沒了蹤影。邱清泉本來是調來了一個特務營和他一起向外衝，但是一衝上戰場，邱清泉又顯出極為失態，張皇失措、神色異常（這也是杜聿明未與邱清泉一道行動的重要原因），他開槍打死了跟隨他多年的兩條狼狗，並打倒了這些天來日夜供他淫樂的那個女護士。在戰場上亂跑了一陣之後，他的精神就已完全崩潰，出現明顯的精神失常，他一邊在陣地上亂跑，一邊高聲號叫“共產黨來了！共產黨來了！”連他的部下都說他真的瘋了。過去，由於他打仗時有股瘋狂勁，所以他得了一個“邱瘋子”的綽號，現在，他卻成了真正的邱瘋子。當他在戰場上瘋狂地亂跑時，在陳莊外圍陣地上被我軍發現，一梭子機槍掃過去，邱清泉身中6彈，當即斃命。
第五軍的主要將領，隻有軍長熊笑三和兵團司令李彌化裝成傷兵逃了出去。副軍長郭吉謙被我十縱俘獲，當了俘虜。四十五師和四十六師都向我軍繳械投降，隻有二○○師進行了抵抗，結果被我全殲。第五軍過去多次和我軍交手，可是一直未能消滅它。在華野官兵中早已流傳著這樣一首順口溜：“打五軍，打五軍，釣大魚，玩龍燈，先剝皮，後抽筋……”今天，國民黨軍隊的王牌部隊、第一支全部美式機械化的第五軍終於被我軍全部消滅。這也是國民黨軍隊五大王牌中最後一支王牌軍被消滅。從此，所謂的五大王牌，就全部被人民解放軍消滅了。
早在1948年5月14日，朱德在河南濮陽華東野戰軍視察時，就曾經說過：“把國民黨這幾張王牌搞掉了，問題就等於解決了一大半。”淮海戰役中解決了第五軍，從全局來看，此時的國民黨軍隊也正好被我們解決了一大半，完全印證了朱總司令原來的估計。
杜聿明被俘和邱清泉被擊斃，標誌著淮海決戰的勝利結束（在9日夜間和10日上午，失去指揮的敵人基本上是成團成師地投降，少數負隅頑抗的敵人如第七十四師殘部在10日下午4時被最後解決）。從1948年11月6日到1949年1月10日，曆時兩個月又5天的淮海決戰，我華東和中原兩大野戰軍密切配合，在淮海前線總前委的統一指揮下，共殲滅了國民黨軍隊5個兵團22個軍55個師，共55萬人。與此同時，繳獲坦克215輛、火炮4000多門、飛機6架、汽車1700多輛，其他槍支彈藥無數。從此，中原地區的國民黨主力已經被全部殲滅，蔣介石的“力爭華北，堅守中原，經營華南”的總體部署被徹底粉碎。我軍已經直逼江南，蔣家王朝在我人民革命力量麵前，已經沒有什麼招架之功了。當然，“殺敵三千，自損八百”，我人民解放軍在這次大戰中，也付出了傷亡13萬人的代價。
幾天之後，即1月17日，中共中央發來了祝捷的電報：
劉伯承、陳毅、鄧小平、饒漱石、張雲逸、粟裕、譚震林、陳賡諸同誌，華東人民解放軍和中原人民解放軍全體同誌：
淮海戰役自去年11月7日開始，至今年1月10日已完全結束。在這65天作戰中，你們消滅了國民黨反動政府在南線的主力黃百韜兵團全部4個軍11個師（內有一個師起義），黃維兵團全部4個軍11個師（內有一個師起義），杜聿明所率邱清泉、李彌、孫元良3個兵團全部10個軍25個師（內有一個騎兵旅），馮治安部兩個軍4個師，宿縣和靈璧守軍各一個師，以上共計正規軍22個軍55個師，加上其他部隊，共消滅敵兵力約60餘萬人。至此，南線敵軍的主要力量與精銳師團業已就殲。
你們生俘了戰爭罪犯國民黨徐州“剿總”總司令部副總司令杜聿明、國民黨第十二兵團司令黃維及國民黨軍其他高級將領多名，擊斃了國民黨第七兵團司令黃百韜。你們擊退了李延年、劉汝明兩兵團的增援，迫使他們向沿江一線逃竄，從而使淮河以北地區完全解放，使淮河一帶地區大部被我掌握。凡此巨大戰績，皆我人民解放軍指揮員與戰鬥員、人民解放軍與人民群眾、前後方黨政軍民團結一致、艱苦奮鬥所獲得的結果，特向你們致以熱烈的祝賀與慰問。
淮海決戰的偉大戰果完全扭轉了中國戰場上雙方力量的對比，不僅在全國的政治舞台和軍事舞台上產生了極其重大的影響，在國際上也產生了不小的影響。當時對中國共產黨堅持要打倒蔣介石、將革命進行到底的政策並不完全理解和支持的斯大林在軍事上是相當自負的，因為在淮海決戰不久前他才取得了打敗德國法西斯的曆史性勝利。但是，當他知道了淮海決戰的情況之後，也不得不在他的筆記本上寫下了這樣的字句：“60萬戰勝80萬，奇跡，奇跡！”一年之後，新中國成立，中蘇兩國正式建交。斯大林根據毛澤東的意願，派出的第一任駐華大使是哲學家尤金。當尤金向斯大林告別時，斯大林對尤金說了這樣的話：
淮海戰役打得好，是中國戰爭史上的奇跡，也是世界戰爭史上少見的。這個戰役值得我們學習研究。你到中國幫我辦一件事，就是收集和研究淮海戰役勝利的原因。