1948年9月，林彪、羅榮桓指揮東北野戰軍主力連同地方武裝共103萬人，在東北人民的支援下，向分割在錦州、長春、沈陽等孤立地區的55萬國民黨軍發起遼沈戰役。戰役首先從錦州地區的作戰開始。錦州是聯結東北和華北的戰略要地，國民黨軍以6個師10萬多人防守。解放軍以部分兵力圍困長春，主力圍攻錦州，并在塔山和黑山一帶頑強地阻擊敵之援錦部隊。10月14日，解放軍對錦州發起總攻，經三十一小時的激戰，全殲守敵近9萬人，俘敵東北“剿總”副總司令范漢杰。錦州的解放，迫使長春守敵一個軍起義，其余投誠。企圖奪回錦州的敵廖耀湘兵團在遭到東北野戰軍頑強阻止后，被迫先后向營口、沈陽撤退。東北野戰軍經過兩天一夜的激戰，將該敵10萬余人圍殲于遼西。接著乘勝追擊，11月2日解放沈陽、營口，遼沈戰役勝利結束。這次戰役歷時五十二天，殲敵47萬。東北全境解放，使東北野戰軍成為一支強大的戰略后備隊，為解放平津和全華北創造了有利條件，而且使解放戰爭獲得一個鞏固的、具有一定工業基礎的戰略后方。
遼沈戰役剛結束，黨中央即電令劉伯承、陳毅、鄧小平、粟裕、譚震林組成以鄧小平為書記的總前委，統一指揮華東野戰軍和中原野戰軍及部分地方武裝約60余萬人，以徐州為中心，在東起海州、西至商丘、北起臨城(今薛城)、南達淮河的廣闊地區，發起規模巨大的淮海戰役。
1948年11月6日至22日，解放軍在徐州以東地區圍殲黃百韜兵團約10萬人。國民黨第三“綏靖”區副司令官、中共秘密黨員何基灃、張克俠率部2.3萬人起義。11月23日至12月15日，解放軍在宿縣西南地區全殲由豫南趕來增援而孤軍突出的黃維兵團約12萬人，并在永城東北地區殲滅力圖突圍的孫元良兵團約4萬人。1949年1月6日，解放軍淮海前線部隊對拒絕投降的杜聿明集團發起總攻，激戰四晝夜，全殲其兩個兵團10個軍。淮海戰役勝利結束。這次戰役歷時六十六天，殲敵55.5萬人。為解放軍渡江作戰，解放國民黨反動統治的中心地帶南京、上海創造了極為有利的條件。
淮海戰役勝利進行之際，人民解放軍于1948年11月29日在西起張家口、東至塘沽、唐山，包括北平、天津在內的地區，發起平津戰役。東北野戰軍根據中央軍委和毛澤東的指示，提前結束休整揮師入關，和華北人民解放軍主力連同地方部隊共約100萬人，合力圍殲國民黨華北“剿總”總司令傅作義指揮的50多萬國民黨軍隊。中共中央決定林彪、羅榮桓、聶榮臻組成平津前線總前委，由林彪任書記，統一領導平、津、張、唐地區的作戰和接管等工作。
解放軍先用“圍而不打”和“隔而不圍”的辦法，以神速動作完成對傅作義集團的分割包圍，切斷其南撤西逃之路。接著按“先打兩頭、后取中間”的順序，12月下旬攻克新保安、解放張家口，殲敵7萬余人。1949年1月14日，包圍天津的解放軍發起總攻，經二十九個小時激戰，全殲守軍13萬余人，解放天津。北平20余萬守軍在解放軍嚴密包圍下完全陷于絕境，在傅作義率領下接受和平改編。1月31日，北平和平解放。平津戰役歷時六十四天，解放軍共殲滅和改編國民黨軍52萬余人，基本上解放了華北全境。綏遠國民黨軍隨后通電起義，接受改編。
遼沈、淮海、平津三大戰役，共殲敵154萬余人，使國民黨賴以維持其反動統治的主要軍事力量基本上被摧毀，大大加快了解放戰爭在全國勝利的進程。以三大戰役為標志的戰略決戰的勝利，是中國人民解放戰爭史上一座光輝的里程碑。人民群眾在戰略決戰中發揮了巨大的作用，支前民工達886萬人，出動擔架36萬余副，大小車100萬余輛。
三大戰役后，國民黨政權在長江以北的力量全線崩潰。蔣介石為挽回敗局，要求美國增加援助或美、蘇出面“調解”未果，在各方面的壓力下，被迫于1949年元旦發表“求和”聲明，1月21日宣告“下野”，退居幕后。國民黨代“總統”李宗仁口頭上表示愿以中共所提的條件為基礎進行和平談判，實際上卻是想爭取喘息時間，部署長江防線，阻止人民解放軍南下，實行“劃江而治”。
1948年12月30日，毛澤東在新年獻詞中發出“將革命進行到底”的偉大號召。但為了早日結束戰爭，減少人民的痛苦，黨仍愿意同南京政府或地方政府、軍事集團進行和平談判。毛澤東提出懲辦戰爭罪犯、廢除偽憲法和偽法統、改編一切反動軍隊等八項條件作為談判基礎。1949年4月13日，國共代表開始在北平舉行正式談判。4月15日，周恩來將《國內和平協定最后修正案》送交以張治中為首的國民黨政府代表團，并限國民黨政府在20日前表明態度。國民黨政府代表團一致同意接受這個和平協定，并派代表將協定送回南京。4月20日，國民黨政府拒絕在和平協定上簽字，和談破裂。
4月21日，毛澤東、朱德發布向全國進軍命令，人民解放軍迅即向尚未解放的廣大地區舉行規模空前的全面大進軍。
由總前委書記鄧小平統一指揮的劉伯承、鄧小平等領導的第二野戰軍和陳毅、粟裕、譚震林等領導的第三野戰軍，在第四野戰軍先遣兵團、中原軍區部隊配合下，得到江北人民的支援和江南游擊隊的策應，于4月20日夜至21日，在西起九江東北的湖口、東至江陰的千里戰線上，發起渡江戰役，百萬雄師分三路強渡長江，徹底摧毀國民黨苦心經營的長江防線。4月23日，解放軍占領南京，延續二十二年的國民黨反動統治宣告覆滅。
解放軍各路大軍以秋風掃落葉之勢，繼續向中南、東南、西北、西南各省勝利進軍，分別以戰斗方式或和平方式，干凈、利落地解決殘余敵人。解放南京的次日，攻克太原。5月，先后解放杭州、南昌、武漢、西安和中國最大的城市上海。7月上旬解放浙江全省(除舟山群島外)。8月，攻克福州、蘭州，湖南省和平解放。9月，在攻克西寧、銀川之際，新疆省和平解放。九十月間，解放軍在衡(陽)寶(慶)戰役中重創國民黨軍白崇禧部主力，然后向廣東、廣西進軍。至此，中國大陸大部分國土獲得解放。
黨和人民解放軍在軍事上打擊國民黨軍的同時，加緊政治爭取工作，策動國民黨軍政人員起義、投誠和接受和平改編的總人數達到188萬，占整個解放戰爭時期殲敵總人數850多萬的22%以上，對促進解放戰爭的勝利發展起了重要作用。黨的地下組織、秘密黨員，在進行瓦解敵軍工作的同時，開展卓有成效的情報工作，及時準確地提供大量戰略性、動向性的重要軍政情報，為黨的決策提供了重要依據；并在解放軍逼近各城市時，組織群眾保護工廠、機關、學校和人民生命財產安全，配合了解放戰爭在全國的勝利。長期戰斗在隱蔽戰線上的共產黨人以及愛國人士對中國革命的貢獻是不可磨滅的。
