解放沈阳
1948年10月27日，蒋介石将杜聿明召到北平，商讨对策。蒋起初还想调海军运输舰将葫芦岛的部队海运营口登陆策应廖兵团从营口撤退。杜认为要将葫芦岛的部队运到营口，至少也要一个星期。在这一周内，廖耀湘要是存在的话，就可以自己打出来退到营口，否则一两天就完了。再把葫芦岛的队伍调去，等于白白送死。他建议蒋介石赶快调船把营口的部队撤退。
蒋最后同意调船撤离营口的第52军，同时命周福成指挥第53军、第6军207师死守沈阳，并派杜聿明到沈阳召集周福成等部署沈阳防务。当天中午，杜聿明由北平飞沈阳，途中命令锦西各部队停止攻击，退回锦西既设阵地，严防解放军反攻。晚上，杜聿明飞到沈阳，与卫立煌研究如何巩固沈阳防务或撤退营口。卫这时心绪缭乱，坐卧不安，只是重复地说：“我早就向他（指蒋介石）说，出了辽西走廊就会全军覆没，他不相信，我画个十字，他也不信。现在你看我说中了吗？”又说：“从前我要守，他不肯守，现在什么都没有了，如何守法呢？”杜问卫：“退营口怎么样？”卫说：“长春敌人几个纵队已南下，退出去也马上完蛋。”杜聿明也觉得的确是退守两难，只有照蒋介石的命令，叫周福成指挥现有部队死守沈阳。第二天，杜聿明回到葫芦岛，着手部署撤退营、葫的部队。卫立煌见大势已去，于30日乘飞机离开沈阳。
围歼廖耀湘兵团之战，东北野战军实施大胆渗透和穿插，不仅使廖部建制大乱，自己的建制也跑乱了。各师、团单独作战，穷追猛进，那里有枪声就往那里打。至28日辽西会战结束时，各纵队已无法集结，师、团位置极为分散。刘亚楼急得望着各纵、各师位置的地图直挠后脑勺。罗荣桓焦急地说：“部队建制大乱，不利于统一行动。沈阳之敌眼看要向营口跑。”林彪抓了一把炒黄豆，不动声色地说：“乱就乱吧，下道命令，全军向沈阳进发，同时传达纵队和师、团，乃至营、连，不必集结，部队从原地出发。”
东野各部队迅速向沈阳兼程前进。
1948年10月31日，完成了对沈阳的包围。
1948年11月1日拂晓，对沈阳发起攻击。当天中午，第8兵团司令周福成和他的300名卫队在银行大楼放下武器。只有戴朴率第6军207师顽强抵抗，但很快被解放军消灭。
1948年11月2日，沈阳全城为解放军占领。同日，解放军攻占营口，除刘玉章率第52军军部及所属第25师等几千人乘船从海路撤逃外，其余14000余人全部被歼。至此，辽沈战役结束。
1948年11月8日，国军东进兵团5个军12个师在杜聿明指挥下，由葫芦岛乘船撤逃。其中，原华北的第62军、92军及第95师撤往秦皇岛，其余第37军，52军及54军撤至上海、南京。
1948年11月26日，蒋介石把丢失东北的责任全推在卫立煌身上。蒋介石下令对卫立煌撤职查办，原令说：“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。”随后将卫立煌软禁于南京家中。
辽沈战役历时五十二天，共歼灭国民党军四十七万余人，解放军伤亡6.9万人。东北全境获得解放。这一胜利使人民解放军获得巩固的战略后方和强大的战略预备队，从根本上改变了国共双方总兵力的对比，对加速解放战争的进程具有重大意义。