国民军由刘峙担任总指挥，集结了国民党的良兵主力，共80万人。其中由邱清泉担任司令的第二兵团在陈官庄地区被灭，含六个军。增援黄维的第六兵团由李延年指挥，下辖四个军。由黄伯韬指挥的第七兵团在第一阶段于碾庄地区被歼灭，下辖五个军。刘汝明的第八兵团下有两个军，黄维指挥的王牌兵团第十二兵团下辖四个军于双堆集地区被解放军歼灭。李弥的第十三兵团共四个军于陈官庄地区被歼。孙元良的第十六兵团于陈官庄地区被歼灭，两个军。此外第三绥靖区发生大范围起义改编，整个被解放军消灭。

这场战役以解放军取得全面胜利而告终，进一步加剧了国民党的政治以及军事危机，完全丧失主动权。