一、国民党第一一○师战场起义
国民党第一一○师是一支具有一定的进步思想基础和爱国传统的国民党武装。抗日战争时期，这支队伍曾参加台儿庄、鄂北、豫南、中原等战役对日作战，屡立战功。尽管国民党多次进行“整编”，调动和撤换了大批思想比较进步的异己军官，但很多进步力量还是保存下来。师长廖运周民国16年（1927年）3月参加中国共产党，大革命失败后，参加了南昌起义，任第二十五师七十五团参谋。起义后，根据中共“在国民党部队长期稳蔽、开展地下工作”的指示，于19年担任冯玉样部第二师师部参谋。同年和地下党员朱军、高文明等建立第二师地下党组织，接受中共山西汾阳地委的领导。30年，廖运周始任第一一○师师长。35年5月，他与中共中央中原局取得联系，中原局把李俊成、徐仁等党员派到一一○师，建立了中共地下师党委，廖运周任书记。为了方便党的工作，廖运周将新到党员安排在副官处工作，全面掌握部队思想状况和搜集国民党军事情报。同年蒋介石在军事检讨总结中，确定次年重点进攻延安、山东。地下师党委派人星夜将情报送到中原局。以后，又将蒋介石围剿中国人民解放军山东纵队的手令送交解放军，使山东纵队得以安全转移，避免了一次重大损失。
随着解放战争迅速发展，廖运周急于起义归队。民国36年（1947年）晋冀鲁豫野战军司令员刘伯承、政委邓小平针对廖的急躁情绪，指示要大胆发展组织，积极准备，耐心等待，在最有利时机起最大的作用。与此同时，蒋介石对该师也加紧了监视，以整顿军纪为名，把特务组织“人民服务队”派到该师。为了孤立、打击特务和顽固分子，廖运周先后将副师长李达、王昌潘，团长唐奎甫、陈振威等通过“引荐”、“提升”调出师部；以成立慰问团到各地医院慰问伤员为借口，把“人民服务队”支了出去。淮海战役开始后，一一○师随八十五军编入国民党第十二兵团的战斗序列，驰援徐州。
当第十二兵团被包围以后，黄维不断地与南京通电说“就地防守，势将困毙”。决定于27日上午，以第十八军十一师、一一八师及第十军十八师、第八十五军一一○师的4个主力师，“乘敌立足未稳，齐头并进，迅猛突围”。26日下午5时，廖运周接到黄维突围命令后，立即与李俊成、廖宜民、刘协侯、杨振海等地下师党委成员召开秘密会议，认为国民党第十二兵团虽遭到较大伤亡，但建制尚完整；以黄维为首的一批高中级指挥官又受到系统的军事教育，并具有一定的军事指挥能力；加之敌装备精良，如果突围计划实施，势必影响整个战役。经研究决定，27日上午，假意突围，举行战场起义，彻底粉碎黄维突围阴谋。会后廖运周派副官处副官和侦察连连长杨振海与解放军前线指挥所取得联系，请示刘、邓首长批准行动计划。为了使一一○师处于有利地位，廖运周向黄维建议，让一一○师先行动，如进展顺利，其余师迅速跟进，扩大战果。黄维对廖运周的建议很赏识，并答应飞机、坦克、榴弹炮任其使用，还特地送了两份作战地图和陆空联络信号。
27日凌晨3时，一一○师秘密召开了可靠的连以上军官会议，宣布了起义计划和要求。廖运周为了稳住黄维，到指挥部向黄维再次建议：“经过侦察，敌结合部有隙可钻，拂晓前行动最为有利。”黄维为自己知人善任而高兴，亲自倒了两杯酒，为廖运周饯行。
27日拂晓，大雾弥漫，解放军包围部队特意闪开一个口子，一一○师在中野六纵作战科长武英的带领下，沿着指定路线前进。黄维十分放心，不时地询问“突围”情况。2小时后，一一○师全部通过六纵前沿阵地，六纵重又将口子封住。黄维接到廖师“突围成功”的报告，信以为真，令其余3个师仍按原计划突围，结果被狠狠地打了回去。下午1时，一一○师顺利到达30里外三和乡的大吴庄、西张庆，电台、报话机停止使用，黄维才如梦初醒。至此，第十二兵团全线突围由于一一○师的起义被彻底粉碎。
一一○师起义后，刘伯承司令员委派秘书袁血卒前往欢迎。晚上8时，中野二纵政委王维刚在欢迎大会上代表刘邓首长对起义官兵给予高度肯定和赞扬。29日，廖运周发出《给毛主席、朱总命令的致敬电》毛泽东、朱德亲自发了复电。刘伯承、邓小平、陈毅、粟裕、谭震林等，以及中原局、中原军区相继发了贺电、贺信，对起义表示欢迎、慰问和鼓励。
二、占领小张庄
黄维全线突围被粉碎后，蒋介石如坐针毡，派参谋总长顾祝同于28日夜乘飞机到双堆集阵地上空视察，给黄维打气，令黄维兵团固守待援。黄维重又振作起来，一面命令部队构筑坚固的防御体系，一面采取“占领一村，巩固一村，逐步滚进”的战术，每天都抽调1至3个团的兵力，在飞机、坦克、大炮的掩护下，向解放军阵地实行小规模的突围。
为了困住敌人，压缩包围圈，解放军进行了英勇的反突击。凭借纵深严密的防御阵地，大量杀伤敌人，消耗其战斗力。29日后，在解放军前沿阵地，每天都丢下整团、整营的敌人尸体。
小张庄（现名张小庄），座落在双堆集东北角。这个仅有10余户的小村庄，战略位置非常重要。占领小张庄，向北可以割断张圩子和杨圩子的交通，使敌第十军和第十四军失掉联系；向西又能分割兵团部与各军的联系，使其彼此孤立。解放军决心占领小张庄，将钢刀插入敌人心脏。
驻守小张庄的敌第十军一一四师三四一团修筑了坚固的工事，最外层由两三道鹿寨密密地将村庄包围着。内层的核心工事、地堡群与运动壕连在一起。
中原某纵（武昌部队）三十七团在敌机、炮火的威胁下，不停地进行着土工作业，一道道交通壕长龙似地伸向敌阵地。12月1日下午5时，三十七团发起总攻，几十门大炮向小张庄猛轰，密集的炮火摧毁了敌外围工事。三十七团占领敌前沿阵地后，迅猛地向村内扑去。敌三四一团两个营在外围阵地丢失后，由团长朱达率领缩进西北集团工事里，依据地堡群负隅顽抗。三十七团集中10余门迫击炮将上百发炮弹射入地堡群。最后，英勇的工兵战士用炸药炸开了敌中心地堡。晚10时，三十七团胜利占领小张庄。
三、杨大庄守卫战
解放军于30日后主动出击，攻占了双堆集周围的一些敌阵地，使黄维兵团的防御体系开始瓦解。为坚持到援兵到来之前不被歼灭，12月3日第十二兵团又进行了一次较大规模的反扑。杨大庄守卫战异常激烈，中野三纵八旅某团指战员英勇顽强，坚决击溃了敌一个主力师的进攻。上午，第十八军十一师猛攻杨大庄。敌机不停的轰炸、俯冲、扫射，几十门大炮集中向杨大庄以南的野外阵地猛轰，交通沟被炸坏，电话线被打断，使前后方失去联系。接着敌8辆坦克排成队，一齐向前沿阵地冲击。村前沿几段战壕被碾成平地，坚守在那里的战士全部牺牲。敌先头部队冲进了村子。
守卫战士各自为战，坚守阵地，敌人从哪里突破，战士们就在哪里堵截。团干部亲自拿起冲锋枪、手榴弹与敌人拼杀。坦克冲上来，有的战士抱着一捆手榴弹，滚到坦克下面炸履带，有的跃到坦克上面揭开坦克盖，投入手榴弹或用冲锋枪扫射。坦克冲到距山炮阵地附近一二百米处，炮兵战士不但不后退，反而转动炮口直接瞄准坦克轰击，与坦克直接打交手仗，敌人一批批倒下去，尸体填满了交通壕。
午后，杨大庄阵地多被敌人占领。在紧急时刻，三纵集中了全部炮火向敌占领阵地猛击。增援部队在炮火掩护下进入杨大庄，向敌人展开猛烈反冲击。至晚，三纵某团在增援部队的配合下，将敌全部赶出杨大庄。这次守卫战，一天打退敌人9次进攻，歼敌1600余人。