部队发动秋季攻势第二阶段作战。
在杨家杖子围歼战激烈进行之时，林彪伏在1张军用地图上思考了整整1天。他交代过，任何人不得进他的房间。
刘亚楼难得有独自指挥作战的机会，在这一天他十分开心，所有作战计划、命令下达、督促执行全由他一人包揽。事后林彪对此也十分肯定，认为刘亚楼是个天生的军事家。
林彪是傍晚把刘亚楼唤进房间的，他指着桌上的地图说：
“没有意见的话，就照此执行吧！”
刘亚楼见地图上已标好了整个战役计划，这就是林彪思考1天的结果。林彪低声说：
“此次作战方针是：以远距离奔袭包围的手段，对四平、铁岭地段之敌，进行联合的、秘密的、远距离的大奔袭，求得抓住分散守备之敌，以各个击破之，达到歼灭敌53军和扩大地区的目的。”
9月27日，刘亚楼向各部队下达了命令：担任包围敌第一线据点的部队，务必于29日下午出发，30日拂晓进到距敌80里外隐蔽集结，10月1日上午包围敌人；担任包围敌纵深据点之部队，则于1日晚抵达指定位置。所有部队的行动均必须秘密，求得突然的包围敌人，尔后再发起攻击。
部队开始行动后，由于第3纵队第8师过早逼近了敌人，使西丰、孤榆树、莲花街及叶赫站等地之敌相继逃跑；其他各地之敌也警觉起来。针对这一敌情变化，刘亚楼建议把作战时间提前一日。
10月1日，各路部队几乎同时与敌接触。首先发起战斗的是韩先楚的第3纵队，他们以迅雷不及掩耳之势，向毫无准备的威远堡守敌第53军第116师主力展开了围歼之战。当日下午2时开始攻击，激战19小时，全歼第116师主力。
第7纵队第21师1昼夜强行军160里，于10月1日突然包围法库守敌，经2小时激战，全歼保7支队，俘虏1；700人，创奔袭作战的模范战例。第7纵队主力和辽吉一分区骑兵部队在新民东段，大规模破袭铁路，并在公路上设障，以阻止新6军北返。
陈诚见开原、铁岭相继告急，慌忙调四平新1军乘汽车南下解开原之围。
10月2日上午10时10分，林彪突然变更作战计划，命令第2纵队由四平西北南下，与第1纵队协同，于双庙子地区阻击新1军；命令第6纵队主力2个师向公主岭进击，另1个师钳制新1军于郭家店；以独2师包围昌图车站守敌，吸引新1军，并准备在昌图以北将敌阻住，以造成主力歼灭开原之敌的有利条件。
10月3日，新1军先头部队新38师4个团进抵双庙子地区，被第2纵队主力击溃，慌忙回窜四平。昌图守敌因独2师包围不严，会同敌第195师一同逃往开原。
10月6日，刘亚楼正式下达围歼开原守敌的命令。为阻击新6军北返，命令第7纵队主力和赵、曾骑兵部队继续彻底破袭北宁线新民段铁路。
刘亚楼曾于9月28日明确指示第7纵队：“敌新6军能否迅速北返，关系我整个北线作战。7纵担任破袭任务的部队，及所属赵、曾骑兵部队，即日先行开动，大胆迅速不怕暴露，必须于10月1日前切实将黑山、新民段铁路彻底翻毁。”
但是，赵、曾骑兵部队并未完成任务，误报破坏之铁路2个月内难以修复。而实际上敌人1天就修通了，致使新6军主力于10月7日返抵铁岭。因此民主联军不得不停止进攻开原的战斗。随后，北线民主联军分兵北上，扫除吉林、长春外围据点。
西线民主联军于10月9日开始，向北宁线发起新的攻势，10月22日攻克号称“金城汤池”的朝阳城。
秋季攻势自9月14日至11月5日，历时50天。东北民主联军歼灭国民党军万人，收复城市15座，扩大解放区面积万平方公里，使蒋军孤立于沈阳、长春等24座大中城市。
秋季攻势结束后，民主联军开始休整。在此期间，由罗荣桓提议，经东北局讨论，要求将东北民主联军改称为东北人民解放军。周恩来代表党中央批准了这一要求。
这时东北大地纷纷扬扬下起了大雪，罗荣桓和刘亚楼忙于整补部队和进行“诉苦复仇’教育。
林彪对部队不闻不问，依旧关在房里，像和尚打坐似的做他每日的“功课”。罗荣桓为了不打扰林彪“面壁”，让他集中精力思考作战计划，把所有工作一肩挑起。
陈诚也在加紧整补、扩编部队。他以为冬季来临，严寒的气候会暂时阻止解放军的行动，求得一个喘息的机会。这段时间他显得精神多了，整天昂首挺胸，看起来像高大了不少。尽管他是个矮个儿。
参谋长赵家骧整天忧心忡忡，但他不愿说真话而自讨没趣。只有他知道东北的冬天意味着什么！寒冷的天气和厚厚的积雪阻止不了解放军，他们是一群“亡命之徒”啊！
赵家骧面对窗外纷飞的大雪，独自喝着闷酒。他在心里暗暗咒骂陈诚：“你这个不知天高地厚的陈小鬼，你自以为比杜聿明高明，你得意去吧！这个冬天的大雪非把你活埋不可。”
12月15日，东北人民解放军的冬季攻势开始了。第2、第7纵队和第10纵队第29师冒着呼啸的北风和狂舞的大雪，向沈阳外围进军，突然包围法库、彰武等城，并以一部兵力向锦州、义县地区进击。第1、第3、第6纵队主力分别插入新民、法库、铁岭、沈阳之间，准备打援。第10纵队主力抵昌图、开原地区，第4纵队首先奔袭歼灭辽阳、本溪间分散之敌，后进至辽中地区，会同主力作战。
12月16日，陈诚得知法库被围的消息后，异常震惊。他望着窗外在风中狂舞的树枝喃喃道：
“今天的天气如何？”
“西北风4至6级，气温零下20摄氏度至零下40摄氏度。”赵家骧回答道。
“共军是佯攻，还是……”陈诚仍未清醒，话如梦呓。
“杜长官马失前蹄就是在去年冬天。冬天是共军最猖狂的时候，因为我军将士要‘冬眠’。而共军全是亡命之徒。”赵家骧道，“快命令新6军和新3军驰援法库吧，晚了就完啦。”
陈诚如梦初醒，亲自打电话给廖耀湘和李涛。赵家骧在一旁提醒道：“让他们在路上当心点，围城打援是共军惯用的战术。”
17日，第2纵队主力奉命转向法库东南，从侧翼进击援敌新6军第22师。当日下午2时，于法库东南之娘娘庙、沙后所一带展开激战。由于第2纵队第4师轻敌大意，伤亡900余人，而未将敌歼灭。
同时，第7纵队一部在法库以南大孤家棚子等地，歼敌新3军暂59师主力。
陈诚发觉解放军主力集结于沈阳门户，严重威胁大本营的安全，急令新1军、第71军、第53军、新5军等分别由长春、四平、开原、锦州和辽南等地，调往沈阳、铁岭、新民地区，加强沈阳外围防御。
当陈诚调兵遣将解法库之围时，解放军声东击西，以1个师佯攻法库，主力于12月23日突然包围了彰武，28日发起总攻，仅5个小时即围歼彰武守军第49军第79师共9；000余人。
彰武战斗期间，毛泽东电示林、罗、刘，指出：现时到解冰期只有3个多月，在此期间如果我军只在许多战斗之间进行若干时间休息补充，而不进行大休整，则估计可能利用冰期大量歼灭敌人，可能将沈阳、铁岭、抚顺、本溪、锦州、葫芦岛、秦皇岛等几个大据点之间的中、小据点、广大农村及锦州以西、以北地区全部或大部归于我手。只要办到这一点，尔后就只剩下打大据点的问题了。
根据毛泽东的指示，东北解放军放弃了冬季休整，发扬连续作战的作风，立即向沈阳周围的小据点扑去。一时间沈阳四周日闻炮声，夜起战火。市内军政官员人心惶惶，议论纷纷。
为了安定民心，给部下打气，陈诚在1948年元旦，发表《告东北军民书》，声称：“……作战准备完成，东北危险时期已过。”
陈诚的声明并非吹牛，他是受到了“自作聪明”的愚弄。根据飞机侦察和特务提供的情报，得知解放军第2、第7纵队夺取彰武后，留在原地未动，自以为解放军在彰武之战中遭受重大损失，无力再战。因此，他的“作战准备”在元旦以前确实已经完成。当然，对于国民党来说“东北危险时期”不是“已过”，而是正在加剧。
1948年1月1日，陈诚为了解除沈阳面临的威胁和法库、新立屯之围，调集5个军共15个师的兵力，在近100公里的正面，呈扇形向沈阳西北推进。兵分三路：以新3军、新6军主力为右路，由沈阳、铁岭向沈阳西北进击；以第71军、新1军主力为中路；以新5军第195、第43师为左路，由新民向法库进击。三路大军，齐头并进。
刘亚楼建议集中优势兵力，围歼敌较弱的左路，林彪点头默许。
1月2日，新5军在第6纵队的引诱下进至公主屯地区。节节后退的6纵，突然组成一道坚固防线，在公主屯顽强抗击敌步、炮、空协同攻势。新5军猛攻3天，仍然无法前进一步。这时解放军各纵队纷纷赶来。新5军军长陈林达见势不妙，向陈诚紧急电报，要求放弃原计划，退守巨流河。
陈诚对改变原作战方案优柔寡断，举棋不定，耽搁了整整1天时间。郑洞国在一旁摇头不语，他已经看够了主帅的“英明果断”。只有赵家骧一个人干着急。
当陈诚终于被赵家骧说动，采用退守辽河的方案时，新5军已陷于解放军的重重包围之中。
在天罗地网中挣扎的陈林达，一遍又一遍向陈诚、廖耀湘、刘安琪等求救。但廖耀湘虽离新立屯不远，却畏缩不前，不敢前去解围。
刘安琪率第71军向左翼疾进，却遭解放军顽强阻击。解放军将雪堆起来，打结实，浇上水，构成“冰坝”，以此为阵地阻击援军。
5月14日，第2、第6、第7纵队同时对敌发起猛攻，第3纵队切断后路。至6日黄昏，新5军大部被歼。陈林达率残部几千人逃至温家台妄图坚守待援。
第2纵队第5师师长钟伟得知这一情报，用电话报告纵队指挥所。吴信泉和李雪三商量，反正陈林达已成瓮中之鳖，几千个人龟缩于一个村庄，夜间攻击，易将敌人打散，抓不到俘虏，不如稳住敌人，连夜调集兵力严密包围，天明后抓俘虏。
吴信泉将计划上报纵队司令员刘震、政委吴法宪，当即得到批准。
7日凌晨，钟伟请示要求发起攻击。吴信泉见温家台浓雾弥漫，炮兵无法瞄准目标，于是命令继续做好战斗准备，不可盲目冲锋。8点以后，大雾散去。60门大炮迅速校正射击诸元，8点40分，吴信泉一声令下，炮弹在敌群间不断爆炸，温家台乱成一团。李雪三趁机发起强大的政治攻势，喇叭队一齐喊话：
“缴枪不杀，优待俘虏。”
新5军军长陈林达见大势已去，继续顽抗只会作无谓的牺牲，于是下令投降。
公主屯战役于7日下午结束，东北解放军一举全歼新5军第195、第43师，共20；200人，其中俘军长陈林达以下13；000人。
新5军被歼使蒋介石极为震惊。1月10日，蒋介石飞往沈阳。陈诚将责任推到部下身上，说将领不服从命令，要求惩办第9兵团司令廖耀湘和新6军军长李涛。
当日晚蒋介石召开紧急军事会议，师以上军官全部参加。蒋介石满脸怒容，痛斥廖耀湘、李涛：
“你们不服从命令，不顾国家民族利益，新5军被围，你们近在咫尺，却按兵不动……”
蒋介石气得声音发抖，说不下去。廖耀湘、李涛惊恐异常，他们没想到陈诚会拿他们作替罪羊。于是当即站起，申辩道：
“校长，我们并没有接到援救新5军的命令呀，这实在太冤枉啦。”
陈诚也站起来，3人相互争吵。到最后陈诚理屈词穷，只好无可奈何地说：
“新5军被消灭，责任完全在我，不怪各将领，请校长按国法军纪惩办。”
蒋介石见状，生气地说：“功过是非俟战争结束再评，现在仗正打着呢！”
蒋介石离席后，陈诚为了表示他对党国的忠诚，信誓旦旦地说：
“我决心同沈阳共存亡，如果共军攻破沈阳，我将以手枪自杀。”
蒋介石离开沈阳后，陈诚认为东北的局面已经无法收拾，他想尽快脱身，跳出东北这个坑死人的冰窟窿。他让夫人谭曼意去南京走“内线”。谭曼意是宋美龄的干女儿，两个女人私交非常深。宋美龄经干女儿一缠，心动了，对蒋介石说：
“辞修（陈诚的字）已经病得没法起床了，东北局面这样乱，赶快换个得力的人去应付。”
“陈诚很令人失望，在东北跟各将领关系不和，是该换了。”蒋介石道，“可谁能扭转东北的危局呢？”
“你看卫立煌怎么样？”宋美龄说。
“看来也只有他了。”蒋介石叹道，“可卫立煌是个不听话的人。”
卫立煌被召回南京，蒋介石让他去东北替换陈诚。卫立煌当即推辞，说：
“东北非陈总长难以力挽狂澜，我何德何能，敢当此�