淮海战役，是中国人民解放军在1948年11月6日至1949年1月10日间，在以徐州为中心，东至海州、西至商丘、北至临城、南至淮河的广大区域进行的一次具有决定性的战役。这场战役持续了65天，成功地消灭了国民党军队的5个兵团和3个绥靖区，共计22个军，56个师，其中还包括4个半师的起义部队，总计55万5千人。双堆集战役作为淮海战役的第二阶段，开始于11月18日，以阻击战为开端，至12月15日全歼国民党第十二兵团，历时28天。
在这场战斗中，第十二兵团的4个军和11个师，包括起义的十一师和1个快速纵队，共计12万人，全部被歼灭。值得一提的是，战役中俘虏了兵团司令黄维和副司令吴绍周，这是战役中的重要战果。双堆集歼灭战的特点是从运动战转为阵地战，它对整个淮海战役的最终胜利起到了决定性的影响。
位于烈士陵园东南部，正面朝北， 1988年10月建成，长32米，宽28米，占地900多平方米。张爱萍同志为纪念馆题写了馆名。该馆造型美观，民族式屋檐覆盖着金黄色琉璃瓦，外墙扎黄色，44面圆顶高窗分布四周。敞开式正厅宽14米，高6.8米，进深10米。东、南、西三厅互相串通，连成一体。中央为一天井，面积98平方米。第一至第七部分为战役部分，共8个展室。第八部分为缅怀先烈厅，陈列着27位烈士的事迹、遗像和遗物。