就在杜聿明召集幾個兵團司令商議對策的12月6日，孫元良兵團奉杜聿明之命，移駐一個叫李石林的村子。可是當孫元良率兵團司令部到李石林時，村子已經被李彌的部隊所占據，孫元良的司令部和部隊隻得停在打麥場上。幾經交涉，李彌兵團仍然不肯從李石林撤出去，隻給出了幾間房子。此事在孫元良心中留下了極為不滿的情緒。所以，當天在研究對策時，孫元良堅決主張各自突圍，保存自己的力量。而且他一回到部隊，就立即布置突圍。當他向部下宣布突圍決定之後，就下令切斷所有電話線路、關閉電台，因為他怕杜聿明變卦，或發來什麼新的命令。孫元良向十六兵團所布置的突圍出去之後到達的方向，在十六兵團將領的回憶錄中有兩種說法，一種說法是到阜陽集中，一種說法是先到潢川、信陽，再到武漢。但是，從孫元良當時的種種做法來看，很可能應當是後者，因為他當時既怕被解放軍消滅，也怕為國民黨軍隊的嫡係墊背，他應當想盡可能靠近四川，方能保全自己。
12月6日下午8時，孫元良兵團向西北方向突圍。在突圍前，孫元良下令將所有炮彈全部打光，然後將重炮和各種車輛全部炸毀。他的這一行動，讓杜聿明和邱清泉都知道了他要突圍，加之所有通信又聯係不上，氣得邱清泉向第二兵團下令：凡是發現十六兵團的人要從二兵團的陣地上通過，一律殺無赦！
孫元良突圍時，他是跟著全兵團裝備最好的四十七軍一二五師（該師有戰車營）行動。由於這天晚上一片漆黑，一點月光也沒有，突圍一開始就很混亂。很快，突圍企圖就被包圍線上的解放軍發現，立即受到強大的阻擊。一些部隊在夜色中跑到了邱清泉二兵團防區，又受到二兵團的猛烈射擊，結果更是混亂。最後孫元良兵團的散兵一萬多人都當了解放軍的俘虜，還有幾千人無法突圍，隻好退了回去，被杜聿明集團的各個部隊臨時收容之後，暫時編為一個師，交七十二軍代管。在這一萬多俘虜之中，包括四十一軍軍長胡臨聰、副軍長陳遠湘，四十七軍軍長汪匣鋒、副軍長李家英。突圍中兵團參謀長張益熙則被擊斃。隻有狡猾的孫元良得以逃脫，他是躺在死屍堆中裝死，待周圍平靜之後爬了出來，逃到一戶農民家中，用錢換了一套農民服裝，再混進難民隊伍，逃出了包圍圈。
在杜聿明集團的3個兵團中，孫元良的十六兵團就這樣完蛋了。
杜聿明和邱清泉這時已經別無他路，隻能是想方設法衝出包圍，向南開進，爭取與同樣處於包圍之中的黃維兵團會合，會合以後再作下一步打算。要向南開進，就必須衝開南邊的包圍圈，打得最激烈的戰場是魯樓。