夺回锦州，重新打通山海关陆上通道，尔后掩护沈阳守军经铁路撤入关内。
蒋也另派国军部队从沈阳城南下，抢占营口，以备“西进兵团”廖部前进受阻时能改经营口会同沈阳守军从海上撤退。
山海关陆上退路已堵死，廖部和沈阳卫的国军只能从营口海上撤退。
蒋委任杜聿明为东北“剿总”副总司令兼冀热辽边区司令，指挥可能的撤退行动。
10月20日，东北野战军决定发起辽西会战，攻锦部队北上剑指国军“西进兵团”。
21日，得到加强的“西进兵团”向南发起攻击，23日到达黑山、大虎山地区，进攻势头被东野军拦了下来。
为尽快打通撤退的营口通道，24日，廖耀湘指挥5个师兵力，在200多门重炮和数十架飞机支援下猛攻我黑山、大虎山阵地。东野第10纵队等部在黑山进行顽强阻击、浴血奋战，始终固守阵地，为东野主力从锦州赶赴黑山、大虎山争得了宝贵时间。
久攻黑山和大虎山不下的廖耀湘部，9个师被合围于黑山以东沿公路两侧地区，另3个师被合围于大虎山以东地区。
26日，东野各部队对准备逃亡营口海边的“西进兵团”展开向心突击，由于廖耀湘在胡家窝棚的总指挥所在被东野3纵7师21团3营一部突袭激战，军用电话线也被剪断，各部失去电话联系，顿时人马惊慌失措、弃甲曳兵、溃不成军，焦急的廖只好电报明电命令麾下各部队又向沈阳方向撤退。
被围的第9兵团更加混乱无序，双方激战至28日拂晓，东野全歼廖部及5个军部、12个师（旅）等共10万余人，俘廖耀湘。歼灭东北国军最能打的‘西进兵团’廖耀湘第9兵团，沈阳失陷已成定局，也标志着辽沈战役取得决定性胜利。
坐镇沈阳的卫在“西进兵团”廖部被歼后，感到大势已去，遂将据守沈阳城外围据点的部队调进城内加强城防，本人于10月30日匆忙乘飞机逃走。第8兵团司令官周福成统一指挥残部约14万人驻守沈阳，妄图做垂死挣扎，并伺机经营口从海上撤退。
东北野战军遂调整部署，31日对沈阳实现四面合围，并以3个纵队和1个独立师直插营口。
11月1日凌晨，东北野战军对沈阳国民党军发起总攻，守军除第207师、第53军一部有所抵抗外，其余部队在军事压力和政治争取下纷纷投诚。2日，东野占领东北最大的重工业城市沈阳，歼灭国军东北“剿总”及1个兵团部、2个军部、7个师（旅）、3个骑兵旅及地方部队共13.4万人。
营口方向，东野第9纵队率先进抵营口外围，第7、第8纵队等部进占辽阳、鞍山、海城后直逼营口。11月2日晨，第9纵队强攻并顺利夺占营口，歼灭守军1.4万余人，摧毁国军运输舰1艘、军用商船22艘，国军残部1万余人从海上逃离。锦西、葫芦岛地区的国民党军也于11月9日撤走，东北野战军于1948年11月10日占领锦西、葫芦岛。至此，东北全境解放。
辽沈战役结束后，平津战役和淮海战役也已经展开。
1948年11月23日，东北野战军主力由锦州、营口、沈阳等地出发，隐蔽
