解放军步兵迅速扫清沈阳外围，战车部队向市区开进。

10月28日，东北野战军根据中共中央军委的指示，为防止沈阳地区国民党军从海上撤走，在部署辽西会战的同时，就作了追歼沈阳、营口国民党军的部署。东北野战军相继攻克了抚顺、本溪、鞍山等城镇。

11月1日，攻城部队向沈阳市区发起总攻，2日占领沈阳全城，歼国民党军13万人，俘国防部派驻东北“剿总”中将部员黄师岳、第五十三军副军长赵振藩等27名将级军官。投诚者有第八兵团中将周福成，东北“剿总”小将副参谋长袁克征等66名高级将领。

2日，解放军一部向营口市发起攻击。激战3小时，攻克营口，歼国民党守军1.4万余人。辽沈战役全部结束，东北解放军以伤亡6.9万余人的代价，歼灭东北国民党军47万余人。