华东野战军攻克济南，震惊南京。蒋介石及其统帅部深感徐州方面战事吃紧，兵力严重不足。遂于10月中旬将孙元良第16兵团由郑州地区撤至蚌埠、蒙城，下旬又将刘汝明第4绥靖区部队由开封地区撤至蚌埠。以图缩短防线，集中兵力，确保徐蚌地区防御稳定。同时，命令黄维第12兵团东进徐州，加入与华东解放军决战。
10月下旬，中原野战军主力解放郑州、开封。国民党军统帅部判断：华东野战军有可能南下苏北，中原野战军主力4个纵队有可能东进。若华东、中原解放军联合发动攻势，“中原会战将在徐州方面进行”。于是，国民党军统帅部对徐州之战。又开始不断研议。只是由于统帅部与徐州“剿总”在撤守徐州问题上，认识相左，因此，直至10月底才定下“守江必先守淮”的方针，并根据这个方针拟定出“徐蚌会战计划”。
10月22日，南京国防部开会讨论中原战场作战计划时，认为中原会战将在徐州方面进行，而徐州“剿总”的军队却分散在东起海州、西至郑州的陇海路上，态势很不利，主张放弃一些城镇，集中兵力于徐州外围，以应付即将到来的决战。同时主张以华中“剿总”的第2军、第15军加入黄维第12兵团序列，尾随中原野战军主力北移，阻止中原野战军主力加入徐州方面作战。考虑到南线国民党军分由徐州、华中两个“剿总”统辖，指挥不便，而徐州“剿总”总司令刘峙指挥无能，因此提出由华中“剿总”总司令白崇禧统一指挥华中、徐州地区部队与解放军决战。何应钦，顾祝同等不能决断如此重大的战略行动，便指定作战厅长郭汝瑰依据研讨构想拟成方案，于23日直飞北平，向蒋介石请示。
蒋介石决定：徐州方面应取攻势防御，郑州、开封、兰封（今属兰考）等城可以放弃；刘汝明第4绥靖区所部固守商丘；李振清第40军可由郑州退至黄河北岸，准备以后“打游击”；华中第2军、第15军归入黄维第12兵团序列，必要时华中“剿总”方面可以放弃南阳，以第12兵团进至周家口，跟踪中原解放军；徐州“剿总”限期恢复宿迁；华中、徐州两“剿总”部队由白崇禧统一指挥。
10月24日，国民党军统帅部以“酉敬防挥电”下达作战指示。
徐州方面：
徐州“剿总”应对陈毅部取攻势防御，逐次消耗其力量并巩固徐州附近地区而确保之；黄百韬第7、李弥第13两兵团分别控制于阿湖、新安镇、八义集各地附近机动。截击南进之共军，应援海州方面之战斗；邱清泉第2兵团应机动控制于砀山附近，依情况协同黄维第12兵团夹击进出黄泛区之刘伯承部；孙元良第16兵团于刘伯承部主力向黄泛区进出时向宿县、蒙城各附近转移，尔后控制于蚌埠机动（该兵团此时位于柳河附近）；冯治安第3绥靖区应以主力控制于运河以西地区台儿庄枣庄一线，担任守备；刘汝明第4绥靖区应以主力守备商丘，一部掩护陇海路东段商丘至徐州段交通。徐州“剿总”应加强徐州、蚌埠、淮阴防御工事。务期坚固守备，以形成机动兵团之核心，并预为因陈毅部之南进可能引起的各种应战作准备。
华中方面：
华中“剿总”为策应徐州方面作战，黄维第12兵团并指挥第2军、第15军，应索刘伯承主力进剿。如刘伯承主力越过平汉路东进，即先机推进至周家口附近，适时联系邱清泉第2兵团夹击而歼灭之。
蒋介石及其统帅部的战略构想是：“以徐州为中心。以现态势西起砀山，东至连云（港），北起临城，南至蚌埠，构成十字形准备阵，实施内线作战。”
国民党军在加紧研讨徐州方面作战计划的同时。甚至于研究了京沪不保时应有的准备。其中包括：（1）政府应迁广州；（2）政府应为军政府；（3）军政机构应缩减等措施。
关于徐州是守还是弃，国民党军统帅内部意见分歧，争执不休，多数人认为，徐州乃四战之地，利于攻而不利于守，且后方联络线延长，补给困难。据当时第一补给区附之资料显示，徐州储粮，只能维持3周，一旦联络中断，粮弹即无以为继。主张放弃徐州，退守淮河，以屏障南京，先挫败南进之共军，争取第二线战略配置之时间。10月29日，最后确定了“守江必先守淮”方针。但对如何守淮产生“两案”。
第一，“淮海决战案”。其基本构想是：徐州“剿总”除留1至2个军坚守徐州外，陇海线各次要城市一律放弃。主力于徐州至蚌埠间铁路两侧地区行攻势防御，集中全力寻求由平汉路东进和津浦路南下之共军主力均可决战。为配合徐州方面作战，华中“剿总”应令黄维第12兵团向周家口（淮阳以西）开进，以资策应。
第二，“守淮案”，即退守淮河南岸，凭淮河地障，实施河川防御。
经再三商讨统一认识。决定采取“淮海决战案”。蒋介石10月31日由北平回南京后，决定于11月4日亲往徐州主持部署，后因事临时决定由顾祝同代他去徐州“剿总”传达徐蚌会战计划。
11月5日上午，顾祝同飞抵徐州，召集邱清泉、黄伯韬、李弥、孙元良等兵团司令官及可以离防到徐州的军、师长等传达《徐蚌会战计划》，并调整兵力部署如下：
孙元良第16兵团（辖第41、第47、第99军），由商丘转移至蒙城地区，保障津浦路徐、蚌段西侧的安全；邱清泉第2兵团（辖第5、第12、第70、第74军），仍在砀山、永城地区集结待机；刘汝明第4绥区（辖第55、第68军）。由商丘移驻临淮关。合肥之第8绥区撤销，其辖区划归第4绥区；李弥第13兵团（辖第8、第9军），由碾庄圩、炮车段向灵璧、泗县地区转移，担任机动任务；黄百韬第7兵团（辖第25、第63、第64、第100军），由新安镇移至运河以西集结，以一部控制窑湾、滩上段运河；冯治安第3绥区（辖第59、第77军），放弃临城、枣庄，退守韩庄，台儿庄段运河及其以南地区；周碞第1绥区（辖第4、第21、第51军），驻守淮阴、扬州线；海州李延年第9绥区撤销，所属第44军由海上南撤上海（后因缺少海运工具，6日又临时决定该军沿陇海路西撤，改归黄百韬指挥，第7兵团待第44军到达后再开始由新安镇西撒）；由徐州“剿匪”总司令部直接指挥的第72、第107、第66、第96军，分别防守徐州、睢宁、五河、盱眙与蚌埠。原属华中“剿匪”总司令部指挥的黄维第12兵团（辖第10、第14、第18、第85军），由确山地区开阜阳、太和集结，改归国防部直接指挥，准备参加徐蚌作战。
国民党军统帅部还决定，驻在徐州、南京的空军第1、第3、第5、第8、第10、第20等大队的歼击机、轰炸饥共计126架，运输机32架，支援徐蚌会战。
为解决徐蚌会战兵力不足，蒋介石决定将东北战场剩下的3个军11个师（置留葫芦岛）全部转运华东，遭到华北“剿总”强烈反对。傅作义坚持就近用兵，将3个军11个师全部转运平、津地区，蒋介石只得一分为二，将原属华北“剿总”的第62军3个师、第92军111个师、独立第95师归还傅作义；将第39军3个师、第54军3个师海运浦口。11月中旬转至蚌埠地区。蒋介石孤注一掷，誓在徐蚌地区同人民解放军一决雌雄，“期在必胜”。
鉴于白崇禧执意不肯统一指挥“徐蚌会战”，蒋介石又要求陈诚出来指挥。陈则以身体有病为由力辞，于是紧急将杜聿明从葫芦岛派往徐州。杜聿明则是“以赴刑场之心情上战场”。
五、人民解放军淮海战役总方针
（一）粟裕向中央军委建议举行“淮海战役”
济南战役以前，华东野战军代司令员兼代政治委员粟裕根据中央军委7月14日关于8、9月攻克济南、冬春夺取徐州的指示，已在考虑济南战役后华东野战军下一步行动方案。
这时，徐州“剿总”为组织济南会战，已将邱清泉、李弥、黄百韬3个兵团集结在徐州周围。在苏北两淮地区仅有第1绥靖区的1个整编师（10月改称军），海州、连云港也只有第9绥区的1个整编师，陇海路的徐州至海州间部署的守备兵力也很薄弱。
粟裕分析以上态势认为，打下济南后，华东野战军有两个行动方向：一是寻战于徐州以西，二是兵出徐蚌路以东。如寻战于徐州以西，虽可以与中原野战军会合，但华东野战军势必处于国民党军华中和徐州两大重兵集团之间，形成决战的形势，兵力、火力均处于较大的劣势，于华东野战军不利。如兵出徐蚌线以东，攻占淮阴、淮安、高邮、宝应等地，则可以暴露津浦路，迫使徐州刘峙集团退守津浦路与长江边，至少要加强兵力防守。徐州“剿总”刘峙集团便减少了机动作战兵力。解放两淮及商宝地区，则可恢复长江边的工作，为渡江南进创造条件。权衡利弊，粟裕于8月23日向中央军委提出：“两个月以后，我们即可举全力沿运河及津浦路南下，以一个兵团攻占两淮及高邮、宝应，则苏北局势即可大大开展。”
济南战役过程中。华东野战军曾预定在阻援、打援中歼灭徐州北上增援的国民党军一部后，越过陇海路攻占淮阴、淮安地区，但在华野阻援、打援集团严阵以待的情况下，徐州增援兵团始终未敢冒险北援济南，预期目的未能达成。此时，华东野战军前委认为济南战役，攻城集团损失不算很大，阻援，打援集团无作战行动，部队毫无损失，时值秋凉季节，最宜我军作战。华野以南下苏北取淮阴、淮安，夺海州、连云港为宜。
9月24日，粟裕致电中央军委和中共中央华东、中原局，建议举行“淮海战役”。电报说：为更好地改善中原战局，孤立津浦线，并逼使国民党军退守至少要加强江边及津浦沿线，以减少其机动兵力，与恢复长江边工作为将来渡江南进创造条件，以及便于尔后华野全军进入陇海线以南作战，能得到交通运输供应的方便和争取华中人力、物力对战争的支持，建议进行淮海战役。并提出了两个作战方案。
第1案，战役分2个阶段实施。第1阶段以华东野战军苏北兵团加强1个纵队攻占淮阴、淮安，并乘胜收复宝应、高邮，而华野主力位于宿迁至运河车站沿线两岸。以歼灭可能来援之敌。如敌不援或被阻，而改经浦口长江至扬州北援，则我于两淮作战结束前后，即进行战役第2步，以3个纵队攻占海州、连云港，结束淮海战役，而后华野全军转入休整。
第2案，只进行海州作战。仅以攻占海州、新浦、连云港等地为目的，并以主力控制于新安镇、运河车站南北及峄枣线。以备战姿态进行休整。
粟裕认为，举行淮海战役以执行第1案最为有利。
9月25日下午，中原野战军司令员刘伯承，副司令员兼华东野战军司令员、政治委员陈毅，参谋长李达致电中央军委并告粟裕：“我们同意乘胜进行淮海战役，以第一方案攻两淮，并吸打援敌为最好。”
（二）中央军委关于华东，中原两军作战构想
中央军委、毛泽东在部署华东野战军济南战役时，曾于8月15日致电刘伯承、陈毅、邓子恢，指出：“九月华野攻济打援是一次严重作战，需要你们的有力配合，望你们直属各纵九月作战计划预先筹划，于月底以意见电告。”8月底，中原野战军向中央军委报告了4个配合华野攻济作战方案。
第1案，中原野战军以一部兵力出击襄樊，歼灭守敌，以调动信阳地区国民党第5绥靖区张轸部，以主力截歼其一部。
第2案，佯攻南阳，吸引张轸增援，于运动中歼其一部，或在孙元良第16兵团乘机侵犯禹县、襄城时，歼击孙军。
第3案，在济南吃紧孙元良奉命东援时，中原野战军以一部出武胜关，吸引张轸兵团派兵南援。
第4案，在华东野战军攻济甚急，王耀武吃紧，张轸兵团北援也成定局，不得已面必须牵制时，中原野战军则采取进攻的手段，在平汉路中段割歼其一部。
8月28日，中央军委、毛泽东决定中原野战军继续集结于豫西地区休整，暂时按兵不动，待济南吃紧，张淦第3兵团和孙元良第16兵团被迫增援时，发动攻击，歼其一部，使其不能东进参战。
中央军委、毛泽东接到粟裕建议举行淮海战役的报告后表示完全同意，并在粟裕建议的基础上作了重大补充，提出了华东、中原两大野战军今后一个时期内的作战构想。
9月25日19时，毛泽东代中央军委起草致华东局和粟裕并告刘伯承、陈毅、李达的电报，指出：“我们认为举行淮海战役。甚为必要”。目前华东野战军不需要大休整，待淮海战役后再进行一次休整。这个战役准备进行几个作战。第1个作战以歼灭可能即将自徐州地区东返新安镇地区布防的黄百韬第7兵团为目标；第2个作战是攻占淮阴、淮安、高邮、宝应地区；第3个作战是攻占海州、连云港、灌云地区。毛泽东指出：进行这3个作战是一个大战役，打得好，可以歼灭国民党军10几个旅。可以打通山东与苏北的联系，可以迫使徐州方面国民党军分散一部分兵力去保卫长江，而利于下一步进行徐州、浦口线上作战。并要求华东野战前委于10月10日前召开以“统一作战意志，调整内部关系”为目的的会议，做好有关这一战役的充分的准备工作。