与此同时，解放军中路的第十五兵团第四十三、四十四军由大庾出发，迅速沿翁源、从化公路南下，实现从广州北面和东面对广州的包围态势。左路的两广纵队10月9日在龙州与粤赣湘边纵队会合，即经河源向广州以南地区长驱直插，准备切断国民党军南逃之路。至10月10日，三路大军已从四面向广州之敌合围过来。
10月9日，解放军右路军逼近余汉谋最后一道防线。当日16时，解放军以正面攻击、侧翼迂回的手段，突然向驻守英德城和英德火车站的国民党军发起攻击，守敌顿时混乱，经过4小时的激战，全歼守敌。就在此时发现在英德车站南边的遥步墟大铁桥，还驻有第三十九军一团。敌人企图在守不住车站时，炸毁遥步墟大桥，凭险在翁源江南岸顽抗，当夜解放军某部九连奉命抢占该桥。该部打得机智灵活，迅速攻克两个桥头堡，副排长带领二、三班冲上280米长的铁桥，砍断正在冒烟的插在炸药包上的导火索，保住了铁桥。
10日，右路军先头部队沿粤汉铁路南追至连江口车站。连江口车站是粤汉铁路直通广州的咽喉，国民党军集中两个团驻防这里。10日中午，解放军第四十五师一三四团分三路从正面实施突击，守军依托坚固设防的阵地拼死抵抗。经过21个小时的激战，于次日上午9时结束战斗，共歼国民党军870余人。随后广州以北国民党军的“最后一道防线”全线瓦解，解放军于13日中午渡过北江。10月14日下午，解放军中路军第十五兵团先头部队一二八师，自北部进入广州市中心，并与沿广九铁路自东郊进入市区的一三二师胜利会师，解放了中国南部的这座最大的城市。
根据中共中央军委和毛泽东关于采取大迂回大包围大歼灭战，力争消灭白集团于广西境内的指示，第四野战军集中40万大军发起广西作战。
大军分为程子华率领的西路军、陈赓率领的南路军和萧劲光率领的北路军三军突击。按原定战役计划，至此，西路军已完成战略大迂回大包围战，切断了白崇禧集团西逃贵州的交通要道。
南路军从11月10日起，陆续由粤西阳江、罗定地区向粤桂边境秘密开进。23日南路军全部抵达靠近粤桂边境的粤西南茂名、络宜地区，控制了粤桂边境长约170公里的地带，割断了白崇禧集团与雷州半岛余汉谋集团残部的联系，封闭了白崇禧集团经雷州半岛南逃海南岛的道路。
北路军也于11月10日开始行动，至22日，北路军连克湘桂公路、铁路上的险关，解放了广西省省会桂林市，歼灭守敌2000余人，缴获大批军用物资。
至此，挺进广西的三路大军，在仅半个月的时间里，截断了白集团西逃、南撤的道路，并将白集团驱赶至人民解放军预设的战场之内，白崇禧实际上已成了瓮中之鳖。
正当人民解放军继续按预定计划合围白崇禧集团与胡宗南集团时，第二野战军第五兵团，于11月8日突破“黔东防线”，至19日，解放贵阳，并逼近遵义，在这种形势下，白崇禧已感到西撤云、贵的计划无法实现，而南退海南岛的道路正遭到严重威胁。为摆脱被动，白崇禧决定集中主力张淦第三兵团3个军和鲁道源第十一兵团2个军，在余汉谋残部的配合下，发动“南线攻势”，企图一举歼灭“孤军深入”的陈赓所部第十三军，进而控制雷州半岛，保持逃往海南岛之道路畅通。白崇禧十分看重这次孤注一掷的攻势，当时告诫其将领：“此役是影响大局和取得美援的关键，胜则大量美援立即可获，败则涂地。”要求全体官兵全力以赴地完成。
这时摆在解放军面前的有两种打法，一是先消灭岑溪一带战斗力较弱的鲁道源兵团；一是先歼灭张淦兵团，再打鲁道源兵团。广西战役最高指挥员林彪连续电示陈赓，应以1个师在廉江地区阻止张淦兵团南进，集中主力由化州、茂名地区北上信宜求歼鲁道源兵团。先打分散和孤立之敌，后打集中和强大之敌，是人民解放军的主要作战原则之一。但是，陈赓提出了截然不同的主张，他坚持先打张淦兵团，即先打强敌。作为前线指挥员的林彪在认真了解战场具体情况后，并没有固执己见，当他得知张淦、鲁道源兵团已发起进攻，情况不允许南路军主力北上时，就自动放弃原主张，令陈赓“应即布置就近歼敌”。
11月26日上午，国民党军在飞机、大炮的配合下，由步兵向解放军第四兵团的阵地发起猛烈地攻击。人民解放军以一部分兵力(1个军4个师)在正面采取以牙还牙式的猛烈的对攻，使敌不能前进半步，不断吸引消耗敌人，而同时又集中主力2个军(5个师)，对从张淦兵团调出的第七军两翼出其不意进行合击。陈赓指挥部队当日下午从左翼进行反击，对国民党军第七军实施迂回包围。第七军是桂系的看家军，一发现其侧翼遭到攻击，慌忙向陆川方向逃跑。张淦见势不妙，即令第四十八军和第一二六军也掉头向北收缩，撤至陆川东南山地占领阵地，以阻止解放军继续突进，他本人则率兵团部退向博白。陈赓又令第四十三军从右翼反击，对国民党第五十八军二二六师实施迂回包围。该师迅即向容县退却，第四十三军追歼其一部。至此，白崇禧才发现南路解放军兵力强大，遂令其第三兵团、第十一兵团迅速后撤，改向合浦撤退，乘船逃命。白崇禧也害怕被解放军捉住，随即于当天带领少数亲信乘飞机逃往海南岛，实行遥控指挥，并在海口召集桂系各将领，筹集军舰、货船到北部湾接运从广西逃出的桂系部队。
挫败白崇禧的“南线攻势”后，四野南路各军指战员在“决不能让敌人跑掉，追上敌人就是胜利”的口号鼓舞下，长途跋涉，忍饥耐寒，昼夜兼程追堵歼灭敌人，敌军一触即溃。当解放军将张淦的司令部包围起来时，他还似信非信，宣称：“共军军力再强，一天也走不了200里路。”当他的指挥部四周响起了枪声，他才如梦初醒，不知所措，这位在白崇禧集团里显赫一时的中将司令被俘后承认：“贵军神速”。
为策应白崇禧的“南线攻势”，败逃到湛江和合浦两地的余汉谋残部，于11月29日晚，趁南路解放军全力打击白崇禧部的空隙，抢占廉江县城及其周围地区。陈赓获悉后，即令第十三军率第三十七、第三十八师迅速回师歼灭余汉谋残部，于30日晨向余汉谋残部发起猛烈攻击。经12个小时的战斗，歼灭余汉谋残部大部，俘“粤桂边剿匪指挥部”中将司令兼第三二一师师长喻黄厅以下官兵7000余人。
在南路军进行粤桂边战役的同时，西路军、北路军对南撤之国民党军发起勇猛追击。到12月20日为止，解放军西、北两路大军已推进到万冈、上林、宾阳、贵县、郁林一线，有力地配合了“南线攻势”。
白崇禧在雷州半岛遭到惨败之后，再生一计，准备全线西逃，或从钦州逃离海上，或西走云贵高原。为此，12月3日才逃至海口的白崇禧，次日便又赶回钦州湾的龙门港布置总撤退，并且收罗了众多的大小舰船一同赶来准备随时接运从陆上逃出的部队。
1950年2月，西南军区副司令员陈赓率部队解放昆明，受到各界群众的热烈欢迎。为了彻底粉碎白崇禧自海上撤退的企图，将白崇禧集团全歼于广西境内，第四野战军前指又指示发起第二次粤桂边歼灭战，并注意“消灭白匪于我国境内，不使逃入越境”。经过激战，粉碎了白崇禧南逃计划。
14日人民解放军占领龙州城。至此，历时39天的广西战役胜利结束。
广西战役的胜利，再次显示了毛泽东关于大迂回、大包围、大歼灭战略构想的巨大威力，它大大加速了全国解放的进程，为解放海南岛及西南诸省创造了条件。
