为了将傅作义主力向西引开，以配合东北野战军南下北宁线作战，毛泽东8月3日在西柏坡召见华北军区司令员聂荣臻和华北第二兵团第二政治委员杨成武，同刘少奇、周恩来、朱德、任弼时一起向他们交待“东北打，华北牵”的任务。毛泽东宣布组成华北第三兵团，由杨成武任司令员兼政治委员，20天内完成一切准备，进军绥远，开辟新的战场，把傅作义部主力拖到平绥线，配合东北作战。并问杨成武有什么困难?杨成武回答说：“没有困难，保证完成中央交给的任务。”毛泽东笑了笑，说：“不对，出兵绥远，困难是很多的!”他一一作了分析：绥远是傅作义的老窝，他搞坚壁清野，你们去了会吃不上饭；要华北供给支援你们，也是很困难的；还有战斗可能很不顺手。毛泽东要他们把困难想透，想出解决困难的办法，做好充分的准备。杨成武听后，很受感动：“毛主席日理万机，全国各个战场都需要他呕心沥血，真所谓运筹帷幄之中，决胜千里之外。他既向部下交待任务，又为部下把执行任务的困难想透。他是那样了解情况，全国的各个战场上就如同一盘棋，全在他的指掌之中。”

　　9月3日，林彪、罗荣桓致电军委报告了南下作战的具体部署：我军拟以靠近北宁线的各部，突然包围北宁线各城，然后待北面主力陆续到达后，逐一歼灭敌人；而以北线主力控制于沈阳以西及西南地区，监视沈阳敌人，并准备歼灭由沈阳向锦州增援之敌或歼灭由长春突围南下之敌。对长春之敌，以现有围城兵力，继续包围敌人，并准备乘敌突围时歼灭该敌。

　　9月5日，毛泽东为中央军委起草复电，同意这个部署，接着，毛泽东便提出一个极其重要的思想：“确立打你们前所未有大歼灭战的决心”。9月7日，也就是中央政治局会议的第一天，毛泽东考虑到在东北工作的领导人不能抽身前来参加会议，就以军委的名义致电林、罗：“如果在你们实行锦、榆、唐战役期间，沈、长之敌倾巢来援，你们便可以争取将卫立煌全军就地歼灭，这是最理想的情况。于此，你们应当注意：一、确立攻占锦、榆、唐三点并全部控制该线的决心。二、确立打你们前所未有的大歼灭战的决心，即在卫立煌全军来援的时候敢于同他作战。三、为适应上述两项决心，重新考虑作战计划并筹办全军军需(粮食、弹药、新兵等)和处理俘虏事宜。”

　　9月10日，林彪、罗荣桓态度明朗地报告军委：完全同意军委所指示的前途与任务，认为可能和应当争取东北与华北战局的根本变化。并称：在北宁线附近的战斗已于12日在锦州、义县间打响，北线主力于13日起从四平、长春附近南下。

　　这时，在东北国民党军队的55万人中，由卫立煌直接指挥的两个兵团共30万人驻守在沈阳地区；由东北“剿总”副总司令郑洞国率领的一个兵团及保安部队共10万人驻守在长春；由另一副总司令范汉杰指挥的一个兵团及保安部队共15万人，防守义县到山海关一线，主要兵力在锦州、锦西。在坚守长、沈，还是将长、沈主力撤至锦州的问题上，蒋介石同卫立煌等东北高级将领之间的争论正日趋激烈。

　　东北野战军在9月12日发起强大攻势。26日，林、罗报告军委：准备在27日攻义县，得手后接着打锦西、兴城，再打山海关，如果敌军已逃，就回头打锦州。27日，毛泽东以军委的名义致电林、罗，批准他们的计划，同时指出：歼灭义县等五处之敌后，如果先打山海关然后再回头打锦州，则劳师费时，给沈阳之敌以增援时间。不如先打锦州，然后攻山海关、滦县、唐山，如有可能直迫天津城下。同一天，他为中央军委起草的战争第三年全军歼敌任务的电报中，又把原来由东北野战军和华北两个兵团共同担负歼敌35个旅的任务，改为分配东北野战军歼敌36个旅，华北两个兵团另行担负歼敌12个旅。这是对预定作战任务的重大改变。

　　林彪等在9月28日定下“先攻锦州，再打锦西”的决心后，第二天将具体部署报告军委；并称：“锦州是敌薄弱而又要害之处，故沈敌必大举增援，长春敌亦必乘机撤退(已有密息证明)。故此次锦州战役，可能演成全东北之大决战，可能造成收复锦州、长春和大量歼灭沈阳出援之敌的结果。我们将极力争取这一胜利。”毛泽东接电后，十分高兴，在30日复电称：“决心与部署均好，即照此贯彻实施，争取大胜。”

　　就这样，随着东北战场局势的实际演进，经过毛泽东、中央军委同东北野战军总部的反复磋商，终于将初定的北宁线秋季攻势，发展成一举全歼东北国民党军的辽沈决战。

　　10月14日，东北野战军向锦州发起总攻，只经过31个小时的战斗，就攻克了锦州。在锦州东西两侧进行阻援的部队，以英勇顽强的战斗，打退了国民党军队分别从沈阳和葫芦岛增援的企图，保障了攻锦的胜利。

　　毛泽东充分肯定了作战的成功，致电林罗刘说：锦州作战“部队精神好，战术好，你们指挥得当，极为欣慰，望传令嘉奖”。锦州的解放，对于辽沈战役的胜利具有决定性的意义。它就像关上了东北的大门，把国民党方面在东北战场和华北战场这两大战略集团分割开来。东北“剿总”副总司令兼锦州指挥所主任范汉杰被俘后说：“这一着非雄才大略之人是作不出来的，锦州好比一条扁担，一头挑东北，一头挑华北，现在是中间折断了。”

　　在锦州攻克后，困守长春的国民党第六十军举行起义，新七军投诚，郑洞国率领残部放下武器。10月21日，长春和平解放。从沈阳西出后徘徊于新民、彰武地区的廖耀湘兵团十万之众，在蒋介石“规复锦州”的严令下，在10月20日向黑山、大虎山攻击前进。毛泽东批准林彪、罗荣桓采取“诱敌深入”的方针予以歼灭。10月25日，当廖耀湘兵团转向营口撤退时，东北野战军从四面八方将它分割包围，经过两天激战，将廖耀湘兵团全部歼灭。紧接着，大军又乘胜挥师东进，到11月2日，解放了沈阳和营口。9日，收复锦西和葫芦岛。东北全境获得解放。

　　辽沈决战历时52天，东北人民解放军百万雄师在东北人民的全力支援下，歼灭了47万国民党军队，其中包括由美国装备并训练、曾在印缅战场作战的精锐主力新一军和新六军，取得震惊中外的巨大胜利。