根據上述判斷，杜聿明製訂了兩套作戰方案。第一是要黃百韜堅守7～10天，在這段時間中，集中力量先擊破徐州西邊的中原野戰軍，然後再回過頭來解救黃百韜兵團。這一方案的好處是可以集中10個軍的兵力，先打中野，後打華野，有把握，風險不大。關鍵是黃百韜能不能守住7～10天。第二是以部分兵力守徐州，而以主力先救黃百韜，同時急令黃維兵團向徐州前進，用以增加徐州的兵力。這一方案的好處是比較穩妥，但黃維能否盡快趕到徐州，沒有把握。在經過討論之後，第二個方案被劉峙等人所接受。11日午後，由劉峙下達了作戰命令：以十六兵團（即孫元良兵團）和第二兵團（即邱清泉兵團）的七十四軍負責徐州的守備，並注意對徐州以西的警戒；以第二兵團餘部和第十三兵團（即李彌兵團）援救黃百韜，迅速向碾莊攻擊前進；以七十二軍為總預備隊。
命令一下達，邱清泉兵團和李彌兵團在11月13日即開始出動，向東實行正麵攻堅，企圖解黃百韜之圍。
但是，雖然命令下達了，行動也展開了，可杜聿明仍然感到心中很不踏實，對下一步的軍事行動更是感到難以把握。之所以出現這種心情，是由於國民黨軍隊當時在老百姓心目中的形象實在太壞了，且不說在解放區，就是在國統區，也很難得到老百姓的支持，不容易搞到準確的情報。用杜聿明自己的話說，“在淮海戰役之始，徐州附近人民對於國民黨軍實行了嚴密封鎖，國民黨軍的特務隻能派出，無法返回。徐州周圍密布的特務電台完全失去了作用，甚至有許多地區的老百姓以虛報實，或以實報虛，迷惑國民黨軍。如豐縣黃口之間僅有解放軍第二、第三野戰軍之一部，而國民黨軍隊從老百姓方麵得來的情報是二野主力；又如二野主力已先到渦、蒙（按：即安徽的渦陽與蒙城）地區阻擊黃維兵團，而國民黨軍得來的情報則是這一地區沒有解放軍的野戰軍”。因此，杜聿明擬定作戰計劃時，經常說的一句話就是“苦於情況不明，無法決定”。
正是由於上述原因，當時的杜聿明雖然得到了徐州地區幾十萬大軍的指揮權，可是他卻並不清楚我中原野戰軍和華東野戰軍的具體動向，不知道中原野戰軍和華東野戰軍的統帥將對他所指揮的幾十萬軍隊進行怎樣的打擊。
作為一場軍事史上罕見的大戰，國共雙方有一件大事頗為相似：雙方的統帥都是經過了一段時間才最後確定的，都是在已經打響之後才最後確定下來的。
毛澤東和中央軍委對於淮海決戰的計劃有一個經過實踐不斷發展變化的過程，有一個從當初的“小淮海戰役”到“大淮海戰役”的發展變化過程。在初期的“小淮海戰役”階段，毛澤東和中央軍委是把指揮任務交給華野的粟裕負責的。但是，從一開始中野就在進行配合，中野陳再道指揮的二縱和王近山指揮的六縱奉中央軍委之命在河南南部和湖北北部活動的主要目的，就是為了將武漢的白崇禧集團牽製住，不讓其向東增加華野的壓力。當處於最前線指揮作戰的粟裕看到這一戰役的規模愈來愈大，已經成為華野和中野兩大集團軍聯合行動的大決戰時，就於10月31日夜致電中央，“此次戰役規模很大，請陳軍長、鄧政委統一指揮”（當時劉伯承率領中野的二縱與六縱還在豫西鉗製白崇禧集團，而陳毅和鄧小平在攻克鄭州、開封之後正率領中野的一縱、三縱、四縱、九縱向徐州、蚌埠方向開進）。第二天，毛澤東和中央軍委即電示陳毅、鄧小平、粟裕，並告華東局與中原局“整個戰役統一受陳、鄧指揮”。11月16日，正當圍殲黃百韜兵團和阻擊邱清泉、李彌兵團的戰鬥打得緊張之時，毛澤東起草了由中央軍委名義發出的電報，這個電報發給了在華東、中原和華北地區的所有黨政軍部門和所有高級幹部，即劉伯承、陳毅、鄧小平、粟裕、陳士榘、張震、譚震林、王建安、韋國清、姬鵬飛，華東局、中原局、豫皖蘇分局、蘇北工委、華北局。電報中說：