1948年12月9日，中原野战军和华东野战军依旧在双堆集四周艰苦作战，向黄维兵团核心阵地的每一步推进都要付出生命代价。 中原野战军六纵和华东野战军七纵攻击大小王庄，守军是国民党军第十八军一一八师，一一八师即胡琏指挥过的原整编十一师一一八旅，是内战爆发以来解放军遇到的强硬对手之一。 黄昏，华东野战军七纵二十师五十八团在炮火的掩护下强行攻击，击溃一一八师三五二团，占领大王庄。第十八军十一师三十三团随即协助三五二团发动反击，双方在血腥的搏斗中反复争夺阵地，最后华东野战军因伤亡太大退出战斗，只剩替换上来的五十九团的一部分官兵坚守在大王庄的西南角。指挥攻击的中原野战军六纵司令员王近山和政委杜义德命令十六旅四十六团增援。 9日凌晨4时，四十六团参谋长张超指挥一营和三营分四路向大王庄反扑，政治委员钟良树指挥二营在侧翼火力掩护。四十六团是著名的“夜老虎团”，长于夜战和近战，官兵们刚冲进大王庄就与国民党军拼了刺刀，最终把敌人再次赶出大王庄。 但是，几个小时之后，天亮了，第十八军的重炮轰击持续了五十分钟，将大王庄炸成一片火海，然后两个团的国民党军再次冲上来，大量的坦克在两侧迂回，华东野战军的五十九团和中原野战军的四十六团腹背受敌。 敌人的坦克在阵地旁来回碾压，四处开炮，五十九团和四十六团官兵缺乏反坦克武器，数量有限的火箭弹很快就打光了，轻、重机枪全被打坏，机枪手也全部牺牲。 四十六团一营长高俊杰指挥战士们用爆破筒和集束手榴弹打坦克，但是收效甚微。一营二连排长张大兴多次负伤，全排二十五名战士最后仅剩两人，但依旧守在战壕中誓死不退。残酷的拉锯战一直打到黄昏，双方战死者的尸体堆了一层又一层。华东野战军七纵二十师六十团加入一个营后，巩固了大王庄阵地。 中原野战军六纵十六旅四十六团一营教导员左三星，是大王庄战斗的幸存者之一，他对那天的惨烈战况刻骨铭心： 战斗一开始，我们就觉得不对劲儿，这股敌人凶狠异常，成堆地上，剩了单个的也敢上；有炮时上，没有炮时也敢上；枪法也准得很，拼刺刀也厉害……仗打完了，我到处打听，这才知道上来的是第十八军三十三团，名不虚传的“老虎团”，打日本人时就很厉害，蒋介石还给他授过勋，打起中国人也忒狠…… 当时守大王庄的是华野七纵五十九团一营和我们中野六纵四十六团一营和三营，华野那个一营三连是个老功臣连，这回全拼光了，营长哭得眼睛都淌血呀！泣不成声地说：“可惜我的三连呀！”…… 我们二连四班长王凤鸣就将阵地上两个野战军三个营的人都组织起来，说：“跟我来。”数数人，仅仅只有二十一个了……敌人的冲锋又一次被打下去。我身边连小声哼哼的声音都没有了，全牺牲了…… 大王庄被攻占后，小王庄守军惊慌起来。 驻守小王庄的是国民党军第八十五军二十三师，师长黄子华。这个师由湖南军阀的地方部队改编，和整个第八十五军在黄维兵团中最受歧视的。第八十五军一一〇师起义后，二十三师的无线电收音机被封闭，对空联络电台被禁止使用，师部通往军部的电话和文件都必须经过第十八军转接。 由于改换的地空联络信号无人告知二十三师，导致国民党军飞机轰炸了这个师的阵地——六十七团副团长陈乃光被炸成重伤。同样，也许是一一〇师战场起义的缘故，解放军对二十三师的攻击似乎手下留情。 尤其是华东野战军七纵十九师攻占小王庄附近的小周庄后，二十三师师部所在的小王庄完全暴露在七纵的炮火打击之下，但是七纵没有发动猛烈进攻，只是前沿阵地上标语插得更多了，喊话也更起劲了：“你们廖师长过来了，你们也过来吧！不要再给蒋介石卖命了！我们这里有大白馒头吃！” 国民党兵正饿着肚子，解放军把热腾腾的大米粥送到前沿，国民党兵吃完了，把粥桶和碗都给砸了，送饭的解放军战士只是笑了笑，并没有生气。师长黄子华不断接到解放军的劝降信。 副师长周卓铭对黄子华说：“我们不能坐以待毙，一一〇师能起义，为什么我们不能？”黄子华决定派人去解放军那里找廖运周了解情况。派去的副官杨耀华不久就回来了说：“解放军确实很好，热情诚恳，并已派人同来。” 黄子华对解放军提出了条件：他们有很多伤病官兵不能同走，要请解放军设法安置；“我们的后方在武汉”，为家眷的安全，“暂勿将投诚的消息宣布”；投诚后，“官兵的去留根据个人的意愿”等等，解放军全都答应了。 9日晚，按照预先规定的方案，二十三师官兵开始向解放军阵地移动。移动前，黄子华担心他的军长吴绍周受牵连，想把军长也带出来，于是派周副师长去第十八军军部，找滞留在那里的吴绍周，可直到规定的移动时间到了，也没见周副师长回来。后来才知道，根本不信任第八十五军的第十八军士兵，说什么也不让周副师长通过警戒哨靠近第十八军军部。 国民党军第八十五军二十三师参加投诚的部队有：师直属部队和所属的六十七、六十八、六十九三个团，二一六师六四八团残部，第八十五军直属辎重团和卫生大队的一部，共计一万人。
