1947年，东北国民党军连遭东北民主联军（1948年1月1日改称东北人民解放军）夏、秋季攻势的打击后，被迫收缩兵力于长春、永吉等地及中长铁路（哈尔滨―满洲里―绥芬河―大连）四平至大石桥段、北宁铁路（今北京―沈阳）山海关至沈阳段沿线，物资供应匮乏，陷入困境。部队经过扩编增补，共有正规军13个军44个师（旅），连同特种部队及地方保安团队，总兵力58万余人。东北行辕主任陈诚为保障辽西走廊与沈阳的安全，并相机恢复沈阳与长春的交通联系，采取集中兵力固守要点的方针，在永吉、长春、四平等地各部署3～5个师进行独立防守；在锦州至沈阳铁路沿线及其两侧要点，各以1～2个师驻守，并相互支援；新编第6军及新编第1军一部于沈阳、铁岭地区实施机动。此时，东北民主联军已发展到73万余人，其中野战部队有9个纵队40个师，连同特种兵部队共42万余人。东北民主联军总司令兼政治委员林彪、副政治委员罗荣桓决心利用严冬江河结冰、便于机动兵力的有利条件，集中全部野战部队，在地方部队配合下发动冬季攻势。首先对北宁铁路锦州至沈阳段守军展开进攻，迫使沈阳、锦州守军出援，寻机歼灭援军；尔后转兵辽南，攻歼辽阳、鞍山、营口等地守军，孤立沈阳，以进一步改善东北战局。1947年12月15日冬季攻势开始。第2纵队及第10纵队一部于当日突然包围法库；第8、第9纵队于16日包围新立屯；第1、第3、第6、第7纵队分别插入法库、新民、铁岭、沈阳间；第10纵队主力进抵昌图、开原地区；第4纵队主力逼近沈阳。18日，第2纵队在铁岭西南截歼西援法库的新编第6军新编第22师1个团，第7纵队在法库以南地区歼新编第6军暂编第59师1个团。陈诚为解除东北民主联军对沈阳的威胁，急将驻长春、四平、开原、辽南的6个师，于20日前后调至铁岭、新民、沈阳地区。东北民主联军为分散国民党军，除令第1纵队一部佯攻法库，第2、第7纵队西取彰武外，主力隐蔽集结于沈阳西北地区求歼沈阳出援之敌。28日，第2、第7纵队攻克彰武，全歼守军第49军第79师。29日，第6纵队于沈阳西北万金台歼青年军第207师一部。但沈阳国民党军仍按兵不动。为诱其出援，东北民主联军总部除以2个纵队在彰武休整，3个纵队在沈阳西北隐蔽待机，一部兵力继续包围法库外，另以第1纵队进至辽中地区活动，第4纵队进至沈阳、辽阳间破路，第8、第9纵队等部奔袭沈阳周围孤立据点，相继攻克北票、黑山、台安等县城及大虎山。陈诚以为东北民主联军主力已经分散，乃集中驻沈阳、新民、铁岭间的5个军，从1948年元旦起，分兵三路，向彰武、法库地区推进，企图解法库之围。人民解放军东北军区决定乘国民党援军分路出援之机，集中主力首先攻歼战斗力较弱的左路新编第5军（欠1个师）。遂以第6纵队一部节节阻击，将其诱至公主屯地区，以第2、第3、第7纵队迂回其侧后，断其退路，以第1、第4、第10纵队进至沈阳以北和西北地区，阻击其余两路国民党军向新编第5军增援。1月5～7日，第2、第3、第6、第7纵队全歼新编第5军军部及第43、第195师，俘军长陈林达及2个师长。其余两路国民党军遭第1、第4、第10纵队的顽强阻击，被迫退回铁岭、沈阳。国民党军在东北战场频频失利，陷入更大困境。国民党政府主席蒋介石于1月10日飞抵沈阳，召开军事会议，决定成立东北“剿匪”总司令部，委任卫立煌为总司令，将陈诚调离东北；调第1兵团所属整编第54师（后改为第54军）由山东海运锦州。卫立煌上任后，重整防务，令长春、永吉、四平等地守军扼城死守；督促抚顺、铁岭、新民、本溪、辽阳等地守军加强防御，确保沈阳安全；同时巩固辽南的鞍山、营口，以维持沈阳南面的水陆交通，并加紧补充和训练部队，待机反攻。林彪、罗荣桓决心乘卫立煌刚接任之际，于1月20日以第1、第8纵队在大虎山至通辽铁路及北宁铁路沈阳至锦州段发动攻势。26日攻克新立屯，追歼突围的国民党军第49军第26师。29日，第9纵队进占沟帮子，追歼第60军第184师一部。随后，除留第3、第10纵队于沈阳西北围困法库，牵制沈阳国民党军外，集中主力于1月29日转兵沈阳以南地区。2月6日，第4、第6纵队和炮兵部队攻占辽阳，歼灭新编第5军暂编第54师及第52军输送团，19日在辽南独立第1师配合下攻克鞍山，全歼第52军第25师及保安团。24日，第4纵队奔袭营口。25日，驻营口国民党军第52军暂编第58师师长王家善率部起义，并协助人民解放军歼灭了交警第3总队等部。在此期间，第3、第10纵队和独立第4、第5师等部于19日将由法库撤逃的新编第6军暂编第62师追歼于开原以西通江口地区。27日，第10纵队攻克开原，歼第53军暂编第30师一部。为完全切断沈阳与长春国民党军的联系，林彪、罗荣桓决心夺取四平。28日，以3个纵队和1个独立师及炮兵部队由辽南地区回师北上，直扑四平；以4个纵队及3个独立师于昌图、开原、通江口地区准备阻击可能由沈阳、铁岭北出之援军。第1、第3、第7纵队于3月2日完成对四平的包围，并迅速扫清外围。12日发起总攻，激战1昼夜，攻克四平，全歼守军第71军第88师和3个保安团及1个骑兵团。被围于永吉的第60军于3月9日弃城撤入长春。3月15日冬季攻势结束。冬季攻势作战历时3个月，东北人民解放军歼灭国民党军9个师（含争取1个师起义）共15.6万余人，攻占城市17座，切断了北宁、中长铁路，将东北国民党军压缩于锦州、沈阳、长春3个孤立地区，为尔后全歼东北国民党军创造了条件。