经过多次电报往返，东北野战军按照中央军委部署，开始围攻锦州。
作战部队调整了部署，除留1个纵队和7个独立师继续围困长春之敌外，集中6个纵队、1个炮兵纵队和1个坦克营围攻锦州，另以2个纵队配置于锦州西南之塔山、高桥地区，3个纵队配置于黑山、打虎山、彰武地区，分别阻击由锦西、葫芦岛和沈阳方向援锦之敌。
10月10日，蒋介石飞沈阳，连下了两道命令：一要葫芦岛部队向锦州增援；一要沈阳主力廖耀湘兵团也向锦州增援。廖耀湘兵团在新民集结完毕后，不直接向西南锦州方向行动，而向北面彰武这个方向进攻，企图切断解放军的铁路交通线。
林彪得悉后，害怕后方交通被切断，部队供应成问题，顾虑重重，动摇了打锦州的决心。
毛泽东看到林彪的电报后，马上复电明确指出：“只要不怕切断补给线，敌人进占彰武并非不利，目前数日，你们可以不受沈阳援敌威胁，待锦州打得激烈时，彰武方面之敌回头援锦，他已失去时间。国民党放出撤出长春空气，似在引起我军注意长春，并非马上撤出。果真，沈阳敌进占彰武，置于无用之地。卫立煌不敢大胆增援锦州。他想用投机取巧的办法，名义上是迂回出兵彰武，增援锦州，实际上是保存实力。因为锦州方向有解放军的主力，他怕前往增援被歼灭，而彰武方向却没有解放军的主力，迂回的部队完全可以保存实力。他占领彰武根本起不了作用，相反，离锦州更远了。”
锦西方向，敌11个师于10月10日依仗海、空军掩护，企图突破塔山阵地会师锦州。解放军阵地左是海，右是山，中间是长仅10多里的狭长地带，无险可守。他们抗击敌6个师的反复冲击6昼夜，打得敌人尸横遍野，死6000多人，俘敌600多人，始终不能越雷池一步。四纵二十八团在塔山地区打垮蒋军王牌独立九十五师的10多次攻击，歼敌1000多人，打得十分英勇顽强，获得了“塔山守备英雄团”的光荣称号。
由沈阳驰援锦州的廖耀湘兵团也被阻于黑山、打虎山东北地区。
两路阻援，对保证攻克锦州作战，起了决定性的作用。解放军以6个纵队（内1个纵队为总预备队）16个师，1个炮兵纵队、1个坦克营的相当优势兵力，经过5昼夜激战，扫清锦州周围大小据点。10月14日上午，向设防坚固的、蒋介石押宝决战的锦州，发起了总攻。
经过31小时的激战，全部歼灭守敌。俘敌东北“剿总”副司令范汉杰、第六兵团司令卢浚泉以下10万多人。
攻克锦州，就关闭了东北敌人陆上退路，使敌人成为瓮中之鳖，东北敌军的重点防御土崩瓦解，为就地全歼东北敌军奠定了胜利的基础。
10月15日，当解放军向锦州发动进攻时，蒋介石再次飞沈阳，部署向锦州的增援，同时命令长春守将郑洞国突围南逃。他派了一架飞机空投书面命令给郑洞国，要他指挥两个军和其他游杂部队十万人向沈阳突围。如不突围，处境难于预料；如能到达沈阳，则可与沈阳守军联合作战。
但是锦州迅速解放了，郑洞国不敢突围了。蒋军第六十军是云南部队，在军长曾泽生领导下于17日起义，解放军进入长春市，控制了东部市区。守在市西部的敌新七军动摇，整连整营甚至整团地集体投诚。蒋介石的著名战将郑洞国走投元路，被迫签订了投降书，率部投诚。至此，久困的长春，兵不血刃，解放了。
锦州失守，10月18日，长春敌签订投降书，蒋介石一看情况不妙，东北面临全军覆没的绝境，慌忙在10月22日又飞临沈阳。他亲自指挥沈阳地区5个军组成的廖耀湘兵团，继续西进，企图与锦西、葫芦岛援军配合，夺回锦州，并要卫立煌马上抢占营口，保持一条海上通路。
蒋介石曾向他的高级将领说，如果锦州失守，我发誓不再见你们。现在锦州失守了，他决心夺回来。他曾要随他到沈阳的徐州“剿匪”副总司令杜聿明接替卫立煌，收拾残局。杜聿明不干，说“这样一个烂摊子交给我，我也没办法”。结果，蒋介石同意还是让卫立煌去沈阳。让杜聿明作卫的副司令到葫芦岛，带上9个师，向锦西前进，配合已到彰武的廖耀湘兵团，南北对进，妄图夺回锦州，打通北宁线。
针对敌情变化和战役形势发展，毛泽东10月27日马上给东北野战军领导发电指示。
“关于立即准备不失时机歼灭廖耀湘兵团5个军的方针，我们和你们的意见完全一致，业已电告。关于具体部署由你们根据情况相机处理。
“廖耀湘兵团企图打通北宁线，对我们非常有利，现在锦西、葫芦岛看来不好打，要转移兵力去打由彰武向锦西方向前进的廖耀湘兵团。必须以参战兵力3／4的战斗力最强的纵队分别包围敌3个军，以不足1／4的兵力分别半包围敌人两个军，待我主力歼灭敌人3个军之后，再移师歼灭其余敌人；另以一个纵队为总预备队，随时加入主要方向作战。同时应派军队去营口，构筑工事，阻止敌人从营口海上逃走。”
10月20日，廖耀湘兵团西进，解放军两个师有意向锦州西南移动，虚张声势，进行战役佯动，引诱廖耀湘兵团继续西进。蒋介石以为他指挥有方，现在有机可乘，令沈阳抽出相当于师的第二。七师第三旅，加强廖耀湘兵团，使其兵力达到11个师3个骑兵旅共10余万人。敌人从10月25日向黑山、大虎山地区解放军阵地猛攻，激战两昼夜，解放军以少胜多，忍饥苦撑，奋勇忘生，负伤再战，血染黄沙，阵地屹立，黑山变红。敌人被阻，寸步不前。
这时，解放锦州的主力的6个纵队和1个炮兵纵队，秘密迅速分路回师，兼程东进，一部迂回到廖耀湘兵团的侧后。廖耀湘发现情况不妙，怕陷入解放军的重围，急忙指挥部队向营口方向逃跑。其先头部队第一。五师及新六军骑兵团，在台安附近和解放军独立第二师遭遇，晕头转向，以为是解放军主力，掉头就跑，企图经新民逃回沈阳，这一下把廖耀湘整个兵团冲乱了。解放军乘机赶到，完成了包围圈，26日，把廖耀湘兵团部打掉了。敌人找不到他们的兵团司令官，各自乱窜，10万人很快被歼灭了。
这时，中央军委电令东北解放军，向沈阳、营口前进。于是解放长春的部队直抵沈阳城下，歼灭廖耀湘兵团的解放军，一路北上回师攻沈阳，一路南下营口。沈阳守军东北“剿总”总司令卫立煌见大势已去，将指挥权交给第八兵团司令周福成，乘飞机逃走。
11月1日，解放军向沈阳城发起攻势，市内敌人纷纷投降，全部就歼，解放军俘敌兵团司令以下12万多人。
南下营口的解放军，歼逃敌1．4万人。锦西、葫芦岛援敌，仓皇从海上逃走。至此，辽沈战役结束，东北全境解放。
卫立煌、杜聿明、赵家骧逃到葫芦岛，他们惊魂未定，赶快查找失败的原因，以备蒋介石追查责任。
“蒋介石一意孤行，谁的意见也不接受，他召集开会，只要别人附和他的意见，执行他的命令，谁不执行就骂谁。”赵家骧说。
“蒋介石用人，是人人可以通天，弄得谁也不能指挥。东北失败，我未下过一道命令。看谁负责？”卫立煌说。
杜聿明听了，觉得似乎卫立煌是怕蒋介石追究东北失败的责任。于是便解劝说：“东北失败与总座（指卫立煌）无关。是老头子（指蒋介石）自己下的命令，我亲自下令给廖耀湘的。如果追究东北失败责任的话，那只有追到我的头上。”
国民党军队的高级将领，很难真正认识失败的根本原因；但是，他们对蒋介石的指挥，却早有认识。对蒋介石推卸失败责任，则早有领教。
当东北蒋军全部覆没，国内外舆论纷纷之际，蒋介石在卫立煌逃往葫芦岛时，事先转发了一份过期的电报，大意是，据沈阳守军周福成来电说，卫立煌于30日逃走，他正在调整部署，竭力奋战，孤守沈阳待援。
蒋介石转发这种电报用心何在？知内情的人，一看就懂，这是伏笔。果然不错，随后蒋介石发布了命令：“东北剿匪总司令卫立煌迟疑不决，坐失军机，致失重镇，着即撤职查办。”
傅作义看了这份通报，同病相怜。特别是他听过卫立煌叙述东北失败经过和卫与蒋的争论之后，更感到问题严重。因为他知道，当时卫立煌坚持固守沈阳，廖耀湘主张从营口撤退，两人都感到战局严重，利害命运一致，因此几经权衡之后，卫立煌同意将上述两方案提出，作为蒋军的负责将领共同的意见，向蒋介石的代表顾祝同提出，请他报告蒋介石裁决。但是蒋介石坚持增援锦州的作战方案，以致全军覆没。
卫立煌刚到葫芦岛，还不知他已被蒋介石通令着即撤职查办。当他看到16．日蒋介石发布命令将他撤职查办时，心中十分气愤。蒋介石只给他指挥军队之权，不让他像陈诚、胡宗南、汤恩伯那样掌握军队。经常是招之则来，挥之则去，到头来仍是一个光杆司令。他到东北后想掌握一部分完全听从自己命令的军队。他想让亲信陈铁掌握锦州军权，让彭杰如掌握长春军权，自己掌握沈阳大权，但都不能如愿。当时沈阳有枪，但蒋介石不给番号，结果一个师也没组成。他认为“共军惯于围点打援，我们主力远出锦州，有被节节截断，各个击破的危险。只能坚守沈阳，等部队整训完毕。再打通沈锦铁路”。蒋介石不同意他的意见，一定叫他出兵解锦州之围，曾三次叫他到南京听令，还派总参谋长顾祝同到沈阳监督执行出兵锦州的命令。后来蒋介石再次亲往沈阳，撇开他，直接指挥廖耀湘兵团出击，结果失败。他在东北9个月，一直坚守岗位，在解放军快人城时，蒋介石电询问赵家骧：“现在卫总司令在于什么？”
赵答：“总司令端坐总部，一言不发。”
于是，蒋在10月30日派飞机接他出来。这是最后一架飞机了。
当年，蒋介石为什么千方百计要卫立煌去东北呢？
卫立煌是国民党军队中的显赫人物。他同刘峙、顾祝同、蒋鼎文、陈诚并列为“五虎”将。1897年出生在安徽省合肥县卫杨村。幼年，在讨袁世凯斗争时，曾向袁兵营投掷炸弹，失败后逃到广州，被推荐到孙中山身边做卫士。后来当排长。由于作战勇敢，由团长升为旅长。蒋介石把粤军编为国民革命军第一军时，他由补充旅长降任团长。
在十年内战中，他已升为第十四军军长，率部进攻鄂豫皖革命根据地，占领金家寨。蒋介石亲自前往慰劳，给巨额奖金，明令在金家寨建立一个新县，命名为“立煌县”。在国民党统治时，以人名作县名的，只有孙中山的故乡广东中山县，第二个就是以立煌命名的县名了。
抗战初期，他率部到山西，任第二战区副司令长官兼前敌总指挥，与八路军合作对日作战。他曾到过延安，参观过抗大，会见过毛泽东、朱德。他和周恩来接触中，认为周是个了不起的人物。在反共高潮中，他严守中立，不打八路军。他不是浙江人，不是“穿黄马褂子”（指黄埔系）的，因此被称为“嫡系中的杂牌”，蒋介石说：“卫俊如（即卫立煌）能打仗，但是没有政治头脑，不能独当一面。”意思是他不会拍马，有自己的主张。因此，对他不放心。一次他正在打麻将，蒋突然打电话，问他：“今天的手气好吗？和了几副什么好牌？”蒋是在警告他，他的行动，蒋完全知道。对他与共产党和平共处抗战颇为不满，把中条山战役惨败的责任，推到卫立煌身上，革去他上将的军衔和河南省主席的职务，接替他任第一战区司令长官的蒋鼎文，在搜查他卧室时，抓到一本厚书，以为找到卫私通共产党的把柄，打开一看，是“圣经”，是卫夫人的遗物。
1943年冬，中国远征军赴缅作战失利，蒋介石把卫立煌从西安召到重庆，亲自接见，恢复他的上将军衔，任命他接替陈诚为中国远征军司令长官。卫接职后，把陈诚在昆明附近的司令长官部推进到怒江前线70公里处，向部队进行思想动员，更换武器，训练官兵，准备反攻。1944年5月，进行反攻，经几个月的奋战，到1945年1月底，远征军与从印度打回的中国新一军，在畹町会师。中国远征军与中国驻印军歼灭了日军两个师团的大部分，减轻了英美军的压力，打通了中印公路。此时，盛传中国远征军司令长官将改为中国陆军总司令部。卫当总司令的呼声甚高。可是正式成立时，蒋发表的陆军总司令是何应钦，卫是副司令。卫气昏了，多时不就职，悄然出国考察。
1946年，他作为马歇尔的客人访问美国，1947年结束，前往欧洲访问。当他刚回上海，蒋介石打电话催他立即到南京，有要事相商。当时东北作战节节失利，第一任主帅熊式辉，因损兵折将，被撤职；第二任主帅陈诚失利更惨，只有称病请求辞职。蒋介石亲飞沈阳，也没法挽救危局，只好把卫立煌请出来上任。张群、顾祝同，陈诚夫人谭祥都来劝说，老部下却不赞成他去东北。最后，蒋介石找卫立煌谈话。
卫立煌清楚地记得，蒋介石先是说东北如何重要，没有得力的人镇守不住。然后对他说：
“过去几次全靠你挽救了危局。现在只有你能担此重任。党、政、军的全权都交给你。有什么困难，可以优先解决。万一失利，责任不在你。”
“没有军队，不能作战。现在东北的军队都被共军围困了。没有大的增援是不行的。”卫立煌踌躇半晌，才说出自己的考虑。
“先给你增援5个军。后勤方面，优先补给东北。”蒋介石当即答应他的要求。
蒋介石的允诺，并没有实现。他成了替罪羊。东北失败的责任归罪于他，他被撤职查办了。
淮海战役开始了，蒋介石急飞徐州。
卫立煌悄悄来到北平。他孤坐孙连仲公馆，伺机从北平逃到广州。但被特务发现，用飞机押送南京软禁。
新华社公布战犯名单，卫立煌名列第十三，这可帮了他的大忙，适逢蒋介石下野，李宗仁代总统，特务对他的监督放松了。他乘机化装逃往香港。后来回到大陆，受到欢迎，当了人民代表、政协全国委员会常委和国防委员会副主席。这些是后话了。
