1947年10月9日，东北野战军攻锦部队在东西两翼阻援部队的保障下发起锦州战役，首先进行外围战斗，至13日控制了锦州外围的有利地形。10月14日，东野各突击集团向锦州城发起总攻，以猛烈炮火集中摧毁城墙及附近的守军工事，打开了缺口。至当天中午，东野南北两个突击集团在炮火的掩护和坦克的支援下，发起猛烈冲击，迅速突入城内，展开激烈的巷战，打退守军步兵、坦克的多次联合反扑。接着，解放军后续部队源源跟进，向守军纵深发展进攻。随后，东野东突击集团也突破了城垣。解放军各部队采取穿插分割、迂回包围等战术手段，将守军插乱、割裂，然后在炮火、坦克的掩护下，以火力、爆破、突击相结合，对固守据点的守军实施攻击。

10月15日拂晓前，各路攻城部队在锦州城内会师，歼灭东北剿总锦州指挥所和第六兵团部，国军仅剩约1万人固守锦州老城，而此时，国军锦州守将范汉杰已经偕夫人出逃的消息传来，守军再无心抵抗了。当日中午，东野两个纵队向锦州老城发动攻击，至18时全歼守军。至此，东北野战军取得锦州战役的胜利，全歼守军7个师共10万余人，而解放军在总攻发起后的31个小时内也有2万4千人伤亡。两天后，范汉杰被解放军俘获。

东北野战军攻克锦州后，东北战局发生了急剧变化，东北国军由陆路撤向关内的道路已完全被解放军封闭，陷入被共军“关门打狗”的危险境地。锦州城破当日，蒋介石再次飞抵沈阳，严令长春守军立即突围向沈阳撤退。自1948年5月底林彪将战略重点转向锦州后，解放军就一直对长春采取围而不攻的策略，以8个师和一个炮团将长春围了个水泄不通，严禁粮食进城和百姓出城。就这样，几个月下来，长春城内出现了严重的饥荒，12万百姓饿死、病死，就连军队的口粮也难以保障了。此间，驻守长春的国军各部之间因待遇不公发生矛盾，60军因新七军能吃上大米，而自己只能挖野菜、喝稀粥而愤愤不平。锦州失守后，在极度的饥荒和中共强大的政治攻势下，国军60军军长曾泽生借蒋介石下令突围之机，于10月17日率60军倒戈向解放军投降，长春东半城因此落入解放军之手。10月19日，郑洞国在头日与中共达成协议后率新七军向共军投诚。至此，历时近五个月的长春围困战正式结束，东北野战军和平进占长春。

10月18日，蒋介石第三次飞抵沈阳，部署国军后续行动。当时，蒋介石认为，锦州一战，共军伤亡很大，需要一个月以上休整补充才能再战，于是下令廖耀湘的西进兵团由彰武等地经黑山、大虎山向南，在东进兵团策应下夺回锦州，然后掩护沈阳守军经北宁铁路撤入关内。与此同时，蒋介石还加强了西进兵团的装备，并以第八兵团防守沈阳，派52军由辽阳南下，抢占营口，为沈阳守军在形势不利时从海上撤退做准备。由于时任东北剿总司令的卫立煌从辽沈战役一开始就反对蒋介石的“东西对进”计划，因此蒋介石在这时以徐州剿总副总司令杜聿明出任东北剿总副总司令兼冀热辽边区司令官，指挥国军行动。

在发觉国军的行动意向后，林彪于10月18日临时决定改变进攻锦西的计划，立即回师包围廖耀湘西进兵团，以运动战分割包围歼灭这支国军在东北的最后精锐。10月20日，林彪、罗荣桓发起辽西会战，下令东北野战军主力由锦州地区北上，同时以两个纵队由阜新、彰武地区南下，切断国军退路，并以一个师前往营口，阻止国军从海路撤退。10月21日，廖耀湘“迅速南下营口，相机从海上撤退，保全实力”的建议最终被蒋介石拒绝，不得不奉命由新立屯向南攻击黑山，收复锦州。事实上，在经过五天的等待后，廖耀湘兵团此时已经失去了从容撤往营口或退回沈阳的机会，他的所有退路都被林彪堵住了。

10月21日，东北野战军一个纵队进至黑山、大虎山地区阻敌。10月23日，廖耀湘兵团抵达黑山、大虎山地区，遭到解放军阻击；24日，国军在数百门火炮和飞机的支援下猛攻黑山、大虎山阵地，经过三昼夜激战，没能取得进展，致使东野主力于此间从容进至北镇地区，威胁西进兵团右翼。为避免被解放军包围，廖耀湘改变进军锦州的计划，下令国军经台安渡过辽河向营口进发，准备从海路撤退；东北野战军随即派出多路大军向国军侧后迂回，意图以“边合围、边分割”的战术求歼西进兵团，并以一个独立师由营口以北向台安地区急进，以断国军退路。10月25日，廖耀湘兵团先头部队到达台安西北，遭到北上共军的截击，而东野其它各纵队也于此间插入大虎山、台安之间，堵住了国军南逃的通路。

此时，廖耀湘误以为遭到东野主力部队阻击，向营口撤退无望，于是急令各军改变方向，退往沈阳。不过，林彪对此早有准备，奉命从彰武、阜新地区南下的东野两个纵队于10月25、26日分别进抵新民、沈阳以西，堵住了西进兵团退往新民、沈阳的道路。随着从黑山、大虎山地区急进之共军的抵达，解放军最终将国军廖耀湘兵团主力9个师13.4万人合围于黑山以东沿公路两侧地区，将另3个师合围于大虎山以东地区。在廖耀湘严令部队突围未果之后，东北野战军于10月26日向国军发起向心突击，展开了大规模的围歼战。10月28日，在经过两日的激战后，东北野战军全歼廖耀湘兵团部及5个军部、12个师（旅）共10万余人，其中包括国军五大主力中的新一军主力和新六军全部，廖耀湘化妆潜逃至北镇，11月6日被解放军俘获，辽西会战结束。

辽西会战后，卫立煌顿感大势已去，于是将据守沈阳外围据点的新一军整编53师和207师的两个旅调入沈阳，加强城防。10月30日，卫立煌乘飞机离开沈阳前往北平，沈阳防务由国军第八兵团司令周福成代理。此间，东北野战军根据中央军委指示，调动部队主力向营口和沈阳地区发起大规模进攻，攻克本溪、苏家屯、辽阳、鞍山等地，于10月31日完成对沈阳的合围，切断了沈阳到营口的通路。11月1日凌晨，东北野战军向沈阳市区的国军发起总攻，拂晓即突破国军第一道阵地，大量国军临阵投降。11月2日，东北野战军进占东北最大的工业城市沈阳，歼灭国军东北剿总和一个兵团部、两个军部、六个师、三个骑兵旅、四个守备总队等共13.4万人。

与此同时，东野第9纵队和独立第2师东渡辽河，于10月31日进抵营口外围，对营口构成半圆形包围。11月1日，国军第52军一部为掩护其主力从海上撤走，对第9纵队进行了七次反扑，但均被击退。11月2日，东北野战军向营口发起总攻，激战3小时，歼灭守军1.4万余人，摧毁大量舰只，国军52军约一万余人乘船撤走，后来被吹嘘为“东北战场的敦刻尔克”。至此，辽沈战役宣告结束。11月9日，锦西、葫芦岛地区国军在也从海上撤走，东北野战军遂于10日占领锦西、葫芦岛，12日进占承德，夺占了东北全境。

辽沈战役前后历时52天，中共东北野战军以近7万人伤亡的代价消灭了大量国军精锐，使国共双方的力量对比发生了根本性变化，国军总兵力下降至290万人左右，解放军总兵力则上升至300余万人。更为重要的是，在占领全东北后，近百万东北野战军得以腾出手来进军关内，而当百万大军入关后，整个中国的战局便为之改变了。

对于辽沈战役的失利，台湾方面一直将责任推在卫立煌身上，认为他贻误戎机十三日之久，古今中外，除非作乱造反，否则断未见有此种不受节制之将领。但卫立煌却在1955年公开表示：东北之战，完全由蒋到沈阳亲自主持策定，虽然经各将领一致陈述意见，认为不可行，但蒋仍一意孤行，终至全军覆没。2003年，内地《南方周末》发表文章指出，抗战期间卫立煌在山西作战的时候，就同中共的八路军关系密切，曾保证以后再也不打共产党，这也是这位抗战时期赫赫有名的战将在辽沈战役最后关头碌碌无为的原因。

作为三大战役之首的辽沈战役不仅改变了中国共产党和近代中国的命运，也成就了这次战役中共方面的总指挥林彪。辽沈大战后，林彪的命运可谓跌宕起伏。1948年底，林彪率百万大军入关，指挥了平津战役（我们以后会详细介绍）；1949年至1950年，林彪以第四野战军司令员的身份率部横扫大半个中国，为中共统一全国立下了赫赫战功。从东北的白山黑水到京津要地，从渡江战役到攻克海南岛，林彪所向披靡，淋漓尽致的展示了自己卓越的军事指挥才能，当之无愧的成为中共军队的头号战将。1955年，林彪被授衔为中共十大元帅之一；1959年，他接替彭德怀出任国防部长和军委第一副主席，主管解放军工作。文革开始后，林彪及其政治集团权势日盛，在1969年的中共九大上林彪成为唯一的副主席和中共党章中规定的毛泽东的接班人，登上其政治生涯的顶峰。不过，这以后林彪盛极而衰，逐渐失去毛泽东的信任。1971年9月13日，发动政变未遂的林彪出逃苏联，在蒙古温都尔汗坠机身亡，1973年被中共开除党籍，1981年被定为反革命集团主犯。