到这个时候，淮海战役已告胜利结束，歼敌55万。毛泽东和中央军委根据形势发展和傅作义对谈判犹豫不决、拖延时间的状况，决定首先歼灭天津之敌。就在这个时候，收到林彪、聂荣臻关于傅作义决定派邓宝珊出城谈判的来电，毛泽东随即代表中央军委要求林、聂，根据我们1月11日电当面向邓宝珊驳斥傅作义9日电所持立场。“围城已近一个月，谈判如此之久，始终不着边际。自己提出离城改编，现又借词推托，企图拖延时间，实则别有阴谋，加重平、津人民的痛苦。傅如有诚意，应令天津守军于十三日全部开出城，听候处理。守军应负责移交一切公共财产、案卷、武器弹药、被服，不得有任何破坏损失。守军出城，只能携带随身枪弹物品。一切改编细目待出城后再说。否则我军将于十四日攻击天津。至于北平守军，可以推迟数日离城，但亦不能拖延太久。不是所谓由我军协助傅军解决抗不受命者，而是傅军协助我军入城解决一切敢于抵抗的部队。你们说这些话时应坚决明确。”毛泽东还指出：“估计天津守军十三日必不会按照我们所说的时间、条件出城，你们应准备于十四日攻击天津。”与此同时，中共北平地下党负责人崔月犁曾多次与华北“剿总”副总司令邓宝珊会晤，希望邓劝说傅早日下定决心，和平解决平津问题。于是，傅方与中共重开谈判。
l月14日，邓宝珊作为全权代表偕同周北峰来到通县宋庄平津前线司令部附近的五里桥，与林彪、罗荣桓、聂荣臻进行第三次会谈。
会谈时，双方首先就攻打天津问题交换了看法。林彪说：“上次谈判中规定十四日是答复的最后期限，现在只剩下几个小时了，这次再谈就不包括天津了，只谈北平问题。”“现在没有别的条件可谈了，只有照上次谈过的，按平津前线司令部的规定，命令北平守军开到城外指定地点，接受人民解放军改编，别的什么都不可能，只有这一条路。”
1月15日，人民解放军攻占天津。北平20多万守敌陷于绝境，从而打破了傅方在谈判中“讨价还价”的幻想。
1月16日，双方继续会谈。
关于谈判的具体内容，16日上午，毛泽东致电林彪等：“对于傅作义所提我军数日内暂缓入城及由傅我双方组织联合委员会，临时接管市政，然后过渡到完全由我接管，你们不要正面拒绝。我军事实上不能在数日内入城。敌军开出城外时，我军入城分布接管各处的若干天内，不但需要傅方协助维持秩序，而且必须责成傅方维持秩序。北平旧市政府及其下面各局、所，特别是警察、自来水、电话等机构，若干天内均可让其暂维现状，听候逐一接管。”
当日18时，毛泽东再次电示林、罗、聂，指出“：傅方要求军队出城，不要开得太远及各部驻地不要过于分散，这是惧怕缴械的表示。我们意见，第一步你们可以答应他们这样做，使他们放心出城。地点似可指定通县、香河、三河区域。第二步再照你们所拟办法将彼军分散插驻我军各纵之间，实行整编。第二步办法现在不要过早提出。”同时提出：“积极准备攻城。此次攻城，必须做出精密计划，力求避免破坏故宫、大学及其他著名而有重大价值的文化古迹。你们务必使各纵首长明了，并确守这一点。让敌人去占据这些文化机关，但是我们不要攻击它，我们将其他广大城区占领之后，对于占据这些文化机关的敌人再用谈判及瓦解的方法使其缴械。即使占领北平延长许多时间，也要耐心地这样做。为此，你们对于城区各部分要有精密的调查，要使每一部队的首长完全明了，哪些地方可以攻击，哪些地方不能攻击，绘图立说，人手一份，当做一项纪律去执行。”
根据毛泽东和中共中央的指示，16日谈判开始后，林彪将以他和罗荣桓名义致傅作义的一封信，当面交给邓宝珊。实际上，这封信是毛泽东亲自起草的。信中说：北平被围业已月余，人民痛苦日益增重。本军一再推迟攻击时间，希望和平解决，至今未获结果。贵将军身为战争罪犯，如果尚欲获得人民谅解，减轻由战犯身份所应得之罪责，即应在此最后时机，遵照本军指示，以求自赎。办法如下：（1）自动放下武器，并保证不破坏文化古迹，不杀戮革命人民，不破坏公私财产、武器弹药及公文案卷。如贵将军及贵属能够做到这些，则本军保证贵部官兵生命财产之安全。对于贵将军的战犯罪责，亦有理由向人民说明情况，取得人民谅解，予以减轻或赦免。（2）如果贵将军及贵属不愿意自动放下武器，而愿意离城改编，则本军为保全北平不受破坏起见，也可以允许这样做。本军可以允许贵军离开北平，开入指定地点，按照人民解放军的制度改编为人民解放军。上述两项办法，任凭贵将军及贵属自由选择。本军并愿再一次给予贵将军及贵属以考虑及准备之充分时间。此项时间，规定由一九四九年一月十七日上午一时起，至一月二十一日下午十二时止。如果贵将军及贵属竟敢悍然不顾本军的提议，欲以此文化古城及二百万市民生命财产为牺牲，坚决抵抗到底，则本军为挽救此古城免受贵将军及贵属毁灭起见，将实行攻城。攻城时，本军将用精确战术，使最重的打击落在敢于顽抗者身上，而对于不愿抵抗之贵属，则不给任何打击，并予以宽待。城破之日，贵将军及贵属诸反动首领，必将从严惩办，决不姑宽，勿谓言之不预。
这封信措词严厉，态度强硬，实际上是给傅作义的最后通牒。当晚，双方再次会谈。林彪具体提出北平和平解决的条件：“（l）
限本月二十一日，首先开出一个军至北平城外三十里至六十里间地区（除宛平、通县两方面外，任何方面均可），以后再陆续开出。（2）为指挥军队开出行动，可在德胜门外设两方面参加的指挥所。（3）这一行动实现后，我可派军政负责人入城。”
邓宝珊表示完全可以照办，并提出：“（1）要求我派代表同其入城，我乃同意派东总野司一处长苏静与之同去。（2）提出和平解决后，傅以去何地为宜，以试探我对傅之处理。我答傅之位置有二：一去台湾，一留北平。并以吴化文为例说明只要傅真能站到人民方面来以赎前罪，我们不会亏他的。”
17日，苏静随邓宝珊进入北平，和傅方人员于19日一起草拟了《关于北平和平解决问题的协议书》，由东北野战军前线司令部代表苏静和华北总部代表王克俊、崔载之在协议书上签了字。《协议书》共18项，附件4项，共22项。经双方商定，22日正式公布了《北平和平协议》，公布时只13条，有关军事细节被全部删略。这个协议是基本点，是解决北平的国民党军，按解放军指定地点开出城外，接受改编，使解放军不战而解放北平，成为一种方式，即“北平方式”。
平津战役历时64天，东北野战军和华北军区部队成功地将国民党傅作义集团抑留于华北地区，予以各个歼灭，并以军事压力与政治争取相结合，实现了北平守军的和平改编。在这次战役中，共歼灭和改编国民党军华北“剿匪”总司令部及3个兵团部、1个警备司令部、13个军部、51个师，连同非正规军总计52.1万人。人民解放军伤亡3.9万人。这一巨大胜利，使华北地区除归绥、太原、新乡等少数据点外，基本上获得解放。这对于全国革命形势，不仅在军事上，而且在政治上，都具有重大的决定意义。
1949年2月2日，中共中央电贺平津解放时指出：“凡此伟大胜利，都是我人民解放军英勇善战，前后方军民协力奋斗和全国人民全国各民主党派人民团体一致赞助的结果。华北人民解放战争的伟大胜利，连同东北、华东、中原、西北人民解放战争的伟大胜利，以及南方人民游击战争的胜利在一起，已经奠定了人民解放斗争在全国胜利的巩固基础。”平津战役是具有战略决战性的三大战役的最后一个。三大战役的胜利，实现中共中央9月会议上提出的把国民党军队主力消灭在长江以北的设想，蒋介石在全国范围内已无军事主力。此时，东北、华北两大解放区完全联成一片，从而为渡江战役乃至夺取全国胜利，奠定了坚固的基础，大大缩短了解放战争的进程。
平津战役结束以后，对于如何解决国民党残余军事力量的问题，毛泽东提出了3种方式，即天津方式、北平方式、绥远方式。3月5日，毛泽东在中国共产党第七届中央委员会第二次全体会议上的报告中说：“今后解决这一百多万国民党军队的方式，不外天津、北平、绥远三种。用战斗去解决敌人，例如解决天津的敌人那样，仍然是我们首先必须注意和必须准备的。……按照北平方式解决问题的可能性是增加了，这就是迫使敌军用和平方法，迅速地彻底地按照人民解放军的制度改编为人民解放军。……这种方法是在敌军主力被消灭以后必然地要出现的，是不可避免的；同时也是于我军于人民有利的，即是可以避免伤亡和破坏。……这是一种斗争方式，是一种不流血的斗争方式，并不是不用斗争可以解决问题的。绥远方式，是有意地保存一部分国民党军队，让它原封不动，或者大体上不动，就是说向这一部分军队作暂时的让步，以利于争取这部分军队在政治上站在我们方面，或者保持中立，以便我们集中力量首先解决国民党残余力量中的主要部分，在一个相当的时间之后（例如在几个月，半年，或者一年之后），再去按照人民解放军制度将这部分军队改编为人民解放军。”这是对平津战役经验的高度概括和科学总结，是人民解放军对敌军实行军事打击和政治争取相结合的原则在新形势下的重要发展。在解放战争后期，“人民解放军进军之所以如此迅速，许多地区之所以获得和平解放，正是我们坚决执行毛泽东同志上述指示的结果。”特别是北平的和平解放，给国民党残存的军事力量指出了一条新生的光明大道，后来长沙、新疆、昆明等地区的问题，都采取了类似的方式得以解决。
北平和平解放，使中共中央、中央军委、人民解放军总部，得以从河北省平山县西柏坡迁至北平，开始了由城市领导乡村的新时期。