第一阶段
人民解放军完成对傅作义集团的分割包围，切断其南撤西逃之道路。1948年11月23日，东北野战军主力开始由锦州、营口、沈阳等地出动，向平、津、塘、唐地区挺进。25日，华北军区第3兵团由集宁地区东进，29日向张家口地区守军发起攻击，相继占领柴沟堡、万全、沙岭子等地，形成对张家口包围之势。傅作义急令在北平的第35军（欠1个师）及怀来(今怀来县)的第104军第258师乘汽车连夜驰援张家口；又令昌平的第104军主力移至怀来，涿县的第16军移至南口、昌平间，以确保北平与张家口的联系。
中央军委鉴于吸引傅系部队向西的目的已达成，12月，令华北军区第2兵团由易县、紫荆关向涿鹿、下花园急进，割断怀来、宣化间的联系；东北野战军先遣兵团由蓟县向南口、怀来急进，切断北平、怀来间的联系，抓住傅作义的援军，使其既不能西逃，也不能东撤。5日，先遣兵团主力一部在行进中攻克密云，歼灭第13军1个师，主力向延庆、怀来急进；华北第2兵团进抵涿鹿以南。傅作义感到北平受到威胁，遂令第35军由张家口星夜东撤，令第104、第16军由怀来、南口向西接应第35军；并令第92、第62军和第94军主力由津、塘地区开往北平加强防御。
12月6日，第35军由张家口乘车东返。7日，在新保安以西遭到华北军区第4纵队一部阻击。9日，华北军区第2兵团将第35军包围于新保安，并击退了向西接应的第104军。10日，东北野战军先遣兵团在康庄歼灭第16军指挥所及2个师大部。11日，又于横岭、白羊城地区追歼第104军军部及2个师。在此期间，宣化守军2个师弃城北逃，华北军区第3兵团追歼其1个师，并于8日包围了张家口。
这时，东北野战军主力6个纵队已分由喜峰口、冷口越过长城，前锋到达蓟县、玉田和丰润地区，但距平、津、塘还有数天路程，另5个纵队尚未入关；在淮海战场上，人民解放军正在围歼国民党军第12兵团，并包围了由徐州西逃的杜聿明集团。在此情况下，为使蒋介石不能迅速作出让傅作义集团放弃平、津南撤的决策，毛泽东12月11日电示平津前线领导人：两星期内的基本原则是围而不打,如对张家口、新保安；有些则是隔而不围，即只作战略包围，隔断诸敌联系，不作战役包围，如对北平、天津等，以待部署完成之后，各个歼灭之；尤其不可将张家口、新保安、南口诸敌打掉，以免南口以东诸敌迅速决策狂跑。同时，令淮海战场人民解放军在歼灭国民党军第12兵团后，留下杜聿明集团余部，两星期内不作最后歼灭之部署；令山东军区集中若干兵力，控制济南附近一段黄河，并在胶济线上预作准备，防止傅作义集团沿津浦铁路经济南向青岛逃跑。
根据上述指示，华北军区第2、第3兵团以防止张家口、新保安守军分别向西或向东突围为重点，构筑了多道阻击阵地；华北军区和内蒙军区部队各一部于12月攻克张北；东北野战军第4纵队于17日开赴张家口地区，归华北军区第3兵团指挥，以加强西线兵力。12月，东北野战军主力由蓟县、玉田、宝坻地区向平津急进。傅作义遂令南口、昌平、通县及唐山、芦台等地守军分向北平、天津与塘沽收缩，并令刚到北平的第62军主力返回天津，将北平和天津、塘沽划为两个防区，实行分区防御。12月，东北野战军第5、第11、第3、第4纵队和华北军区第7纵队，攻占丰台、海淀、通县、黄村和南苑飞机场等地，完成了对北平的包围；第6、第10、第1纵队攻占采育镇、廊坊、马头镇等地,隔断了平、津间的联系；第9、第8、第7纵队，分别占领唐山、军粮城、咸水沽、杨村、杨柳青等地，割断了津、塘间的联系，形成对天津的包围；第2、第12纵队和炮兵纵队，正由山海关、汉沽向津、塘地区急进。
至此，人民解放军已将傅作义集团分割包围于张家口、新保安、北平、天津、塘沽等地区，并歼灭其2个军部6个师，封闭了该部主力西逃和南撤的道路。
第二阶段
人民解放军逐次歼灭新保安、张家口、天津国民党军。人民解放军在完成了对傅作义集团的战略包围和战役分割之后，按照毛泽东的指示精神，采取先打两头，后取中间的战法，逐次歼灭被围的傅作义集团。
1948年12月22日晨，华北军区第2兵团向新保安发起总攻，经10小时激战，全歼傅作义的精锐部队第35军军部及2个师。张家口之第11兵团共7个师（旅）于23日仓皇向北突围，企图撤回绥远。华北军区第3兵团及东北野战军第4纵队，冒风雪严寒，展开堵击、追击，当晚收复张家口，战至24日16时将第11兵团5.4万余人歼灭于张家口东北地区。
中央军委鉴于新保安、张家口之国民党军已被歼灭，为进一步孤立北平，动摇傅作义固守信心,令东北野战军一部及华北军区第2、第3兵团严密包围北平，以东北野战军主力积极准备攻取天津。天津是华北第一大工商业城市，人口200万，战略地位十分重要。市区狭长，海河自西北流贯东南，四周有护城河环绕，经过日军和国民党军长期设防，工事坚固。国民党军天津警备司令官陈长捷指挥第62、第86军等部10个师及地方部队共13万人，自恃“大天津堡垒化”，企图负隅顽抗。
东北野战军调集第1、第2、第7、第8、第9纵队和第6纵队第17师、第12纵队第34师,计22个步兵师和炮兵纵队等部共34万人，进至天津周围，立即进行扫清外围据点的作战和紧张的攻城准备，并由东北野战军参谋长刘亚楼率轻便指挥所临近天津统一指挥。1949年1月14日，东北野战军包围天津的部队在守军拒绝投降的情况下，对城垣发起总攻，采取东西对进，拦腰斩断，先分割后围歼的作战方法，经过29个小时激战，至15日15时歼守军13万余人，俘陈长捷，解放天津。
据守塘沽的国民党军第17兵团部及第87军等部共5个师5万余人，1月乘船南逃，人民解放军追歼其后尾3000余人，解放塘沽。
第三阶段
傅作义率部接受改编，北平和平解放。天津解放后,北平国民党守军25万人，陷入了人民解放军的重重包围之中。中共中央军委为保护这一文化古城，决定继续进行谈判，争取以和平方式进行接管；同时，亦训令部队作好强攻的准备。
自1948年12月中旬起，人民解放军平津前线司令部已就和平解决平津问题，与傅作义派出的代表进行过多次谈判。1949年1月14日，毛泽东发表《关于时局的声明》，提出与南京国民党政府及其任何地方政府和军事集团进行和平谈判的“八项条件”。在天津解放的第2天即1月16日，平津前线司令部致函傅作义,敦促其当机立断，站到人民方面。同时，中共地下组织和爱国民主人士及傅部之开明人士亦作了有力的工作，傅作义接受了人民解放军提出的条件，并派副总司令邓宝珊到人民解放军平津前线司令部谈判，于21日达成了和平解决北平的协议。22日，北平守军开始撤出城外听候改编为人民解放军。31日，古都北平宣告解放。北平的和平解放，是中国人民革命运动中最重要的军事发展和政治发展之一，成为执行毛泽东提出的以“八项条件”解决国民党军的第一个榜样。