起因：到1948年8月，东北战场人民解放军的总兵力已达103万人，其中野战军有12个步兵纵队、1个炮兵纵队、1个铁道纵队、3个骑兵师，各部队开展了大练兵和新式整军运动，军事和政治素质大为提高。此时，东北地区97%的土地和86%的人口已获得解放，土地改革已基本完成，解放区得到进一步巩固，工农业生产尤其是军工生产有了较快发展，人力物力比较充足。
国民党军东北“剿匪”总司令卫立煌所部遭到人民解放军连续打击后，其总兵力虽然尚有约55万人，但被分割、压缩在沈阳、长春、锦州三个互不相连的地区内。由于北宁铁路若干段及营口为人民解放军所控制，长春、沈阳通向山海关内的陆上交通已被切断，补给全靠空运。整个形势表明，东北战场作战双方力量对比发生了根本变化，人民解放军的军力和经济实力都已经超过国民党军，有利于人民解放军的决战条件已经成熟。
中共中央军事委员会根据全国军事形势，决定首先在东北战场与国民党军展开大规模会战。1948年9月7日，中央军委就东北的作战方针发出指示，强调必须确立攻克锦（州）、榆（山海关）、唐（山）三点并全部控制该线的决心，而置长春、沈阳两敌于不顾；必须确立打前所未有的大歼灭战的决心，即在卫立煌集团来援时敢于同其作战。
国民党军统帅部判断东北人民解放军主力可能入关作战，因此决定对东北采取“暂取守势”，“北宁路暂不打通”，集中兵力确保辽东、热河，牵制东北人民解放军不能迅速入关。据此，卫立煌决心采取“集中兵力，重点守备，确保沈阳、锦州、长春，相机打通北宁路”的方针。9月10日，东北野战军司令员林彪、政治委员罗荣桓根据中央军委制定的作战方针和东北国民党军的态势，拟定了作战计划：第一步以奔袭动作歼灭北宁铁路除山海关、锦州、锦西以外各点之敌，切断关内外国民党军的联系；第二步集中兵力攻取锦州和打击增援之敌。
9月12日，东北野战军第2兵团司令员程子华、政治委员黄克诚指挥部队由建昌营等地向北宁铁路滦县至兴城段出击，到17日攻克昌黎、北戴河，28日攻克绥中，包围兴城，吸引了锦西国民党军向南增援。东北野战军第4、第9纵队分别从台安、北镇出发，于16日包围义县，至此，解放全国的三大战役之一——辽沈战役打响了。
经过：9月25日，第9纵队配合第8纵队攻占了锦州以北的葛文碑、帽儿山等要地，歼第93军暂编第22师2个团大部；27日，第7纵队在第9纵队一部配合下攻占了锦州以南高桥和西海口，第4纵队第12师进占塔山，将锦州与锦西守军割裂；28日，炮兵纵队以炮火封锁了锦州飞机场，切断了国民党军的空运；29日，第4纵队绕过锦州攻克兴城；10月1日，第3纵队、第2纵队第5师在炮兵纵队主力协同下攻克义县，全歼第93军暂编第20师。至此，国民党军东北、华北两大战略集团的陆上联系被切断，战略要地锦州成为一座孤城。与此同时，监视沈阳、长春守军的东北野战军自九台、四平、清原、开原等地南下，于9月中旬相继进至新民西北、锦州以北地区待机。
直到此时，蒋介石和卫立煌才明白东北野战军有在北宁线发动攻势并强攻锦州的可能。为解锦州之危，10月2日，蒋介石在沈阳做了如下部署：从关内急调第17兵团指挥的7个师连同原在锦西地区的4个师共11个师组成“东进兵团”，由第17兵团司令官侯镜如指挥，增援锦州；以沈阳地区新编11个师另3个骑兵旅组成“西进兵团”，由第9兵团司令官廖耀湘指挥，先截断东北野战军的后方补给线，然后协同“东进兵团”对进攻锦州的东北野战军主力进行夹击。
10月3日，林彪、罗荣桓调整部署，准备集中25万人的兵力攻歼锦州之敌。锦州是山海关陆上交通的咽喉，地势险要，市区周围环山，南傍小凌河、女儿河。国民党军凭借市郊高地，以钢筋混凝土工事为骨干，构成若干支撑点式的独立坚守据点作为外围阵地，依托小凌河、女儿河和城垣构成主阵地，以城内建筑物构成核心据点。10月4日晚，东北野战军攻锦部队编成3个突击集团，北突击集团从城北和西北向南实施主要突击，南突击集团和东突击集团分别由南向北和由东向西实施辅助突击。另有一部分部队扼守塔山一带阵地，控制锦州至锦西的濒海走廊，阻击“东进兵团”，一部分部队位于彰武东南地区，引诱“西进兵团”北进。
10月8日，“西进兵团”开始由新民和辽中分路西进，至13日进占彰武和新立屯以东地区，炸毁了彰武铁桥，切断了东北野战军的后方补给线。10月10日，“东进兵团”在海、空军火力掩护下开始向塔山连续猛攻，企图打通增援锦州的通道。东北野战军依托野战阵地，与国民党军队激战六昼夜，击退“东进兵团”数十次冲击，守住了塔山阵地，这就是著名的塔山阻击战。
10月14日10时，东北野战军攻锦部队向锦州城发起总攻。11时左右，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，与守城军队展开激烈的巷战。接着，后续部队源源跟进，向守军纵深发展进攻。15日拂晓前，各路攻城部队在锦州城内会师，锦州之战结束。锦州之战完全封闭了东北国民党军从陆上撤向关内的道路，中央军委向东北野战军致电：“锦州之战……极为欣慰，望传令嘉奖”。
10月18日，蒋介石飞抵沈阳部署：令“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；令杜聿明任东北“剿总”副总司令，指挥撤退行动。
10月20日，林彪、罗荣桓根据当前的形势做出了举行辽西会战的决定，以拦住先头、拖住后尾、夹击中间、分割包围的战法歼灭“西进兵团”。10月23日，“西进兵团”在黑山、大虎山地区遭到野战军的阻击。24日，“西进兵团”在重炮和飞机的支援下猛攻黑山、大虎山阵地，企图夺取南逃通道。第10纵队等部进行黑山阻击战，打退国民党军的多次猛烈冲击，终于守住了阵地，阻止了“西进兵团”前进。
25日，“西进兵团”先头部队在台安西北遭到截击，同时，南逃通路被堵住，向新民、沈阳的退路也被堵死。此时，“西进兵团”被完全分割，其中9个师被包围于黑山以东沿公路两侧地区，另3个师被包围于大虎山以东地区。26日，东北野战军对“西进兵团”展开向心突击，28日晨战争结束。“西进兵团”基本被歼灭，这标志着辽沈战役取得了决定性胜利。
11月1日凌晨，东北野战军向沈阳市区国民党军发起总攻，拂晓各部队突破守军第一道阵地。11月2日，东北野战军占领东北最大工业城市沈阳市，歼灭国民党军13.4万人。在解放沈阳的同时，一部分野战军于10月31日进抵营口外围，对营口构成半圆形包围，11月2日晨发起攻击，经3小时激战攻占营口，歼守军1.4万余人。10日，东北野战军占领锦西、葫芦岛，12日收复承德。至此，辽沈战役结束，东北全境解放。
结果与影响：在辽沈战役中，东北野战军和东北军区部队经过52天的激烈战斗，在关内人民解放军的有力配合之下，歼灭和争取起义、投诚国民党军东北“剿总”和所属4个兵团部、11个军部、36个师及地方保安团队共47.2万余人。
辽沈战役将大规模的运动战与大规模的城市攻坚战、阵地阻击战结合起来，军事斗争与政治攻势密切配合，实现了中共中央军委提出的“封闭国民党军一个战略集团在东北境内，然后予以各个歼灭”的决策，为以后打大规模歼灭战提供了宝贵的经验。辽沈战役的胜利，使东北野战军得以成为人民解放军的一支强大的战略机动力量，也为人民解放军夺取解放战争胜利提供了巩固和可靠的战略后方。
