蒋介石为了挽救其失败的命运，在徐州地区布下重兵，企图与人民解放军进行决战，阻止其南下。蒋介石采取以退为守的战略，在徐州地区集中了80万的兵力，且多为精锐部队。刘峙、杜聿明率兵驻守徐州，黄百韬兵团防守徐州以东陇海路东段，冯治安部驻守徐州东北面的韩庄、台儿庄地区，邱清泉和李弥居中策应，李延年兵团驻守徐州南方的重镇蚌埠，孙元良等率兵驻守徐州以西的陇海路西段。徐州处于极其重要的战略地位，是历代兵家必争之地。它是陇海路和津浦路的交叉口，是华东、中原、华北地区的交通枢纽和豫、皖、苏、鲁四省交界处。蒋介石企图在此用重兵控制中原，屏障南京，若战局不利还可以将主力撤至长江以南，凭借长江天险抵抗人民解放军的进攻。在以徐州为中心的战场上，蒋介石采取了“一点两线”的部署和“固守一点，四方驰援”的战法。
针对蒋介石的战略部署，毛泽东分析了形势，认为必须抓住有利时机，将蒋军主力歼灭于淮河以北，从而为渡江作战直至解放全国奠定基础。在此情况下，必须坚定敢于同敌人进行战略决战的信心。因此，当济南战役结束后华东野战军副司令员粟裕提出进行淮海战役时，毛泽东于9月25日复电指出此战甚为必要。10月下旬，中原人民解放军攻克开封、郑州，控制了平汉路和陇海路。国民党军队迅速收缩兵力，对徐州是守是撤举棋不定。因此，毛泽东决定扩大原设想的作战规模，要求中原野战军和华东野战军协同作战，将敌人歼灭于长江以北。当时中原野战军和华东野战军共有60余万人，在数量上和装备上都劣于国民党军。为了加强对淮海战役的领导，由邓小平、刘伯承、陈毅、谭震林、粟裕组成总前委，邓小平任总前委书记。
《关于淮海战役的作战方针》的手稿。毛泽东仔细研究了敌我态势，在吸收前方指挥员意见的基础上，于10月11日制定了淮海战役的作战方针：“本战役第一阶段的重心是集中精力歼灭黄百韬兵团，完成中央突破，占领新安镇、运河车站、曹八集、峄县、枣庄、临城、韩庄、沭阳、邳县、郯城、台儿庄、临沂等地。”“要用一半以上兵力，牵制及阻击及歼敌一部以对付邱李两兵团，才能达到歼灭黄兵团三个师之目的”，“第一阶段，力争在战役开始后两星期至三星期内结束”；“第二阶段，以大约五个纵队，攻歼海州、新浦、连云港、灌云地区之敌，并占领各城”，“该地区连原有一个师将共有三个师，故我须用五个纵队担任攻击，而以其余兵力(主力)担任钳制邱李两兵团，仍然是九月间攻济打援部署的那个原则。此阶段亦须争取于两个至三个星期内完结”；“第三阶段，可设想在两淮方面作战。那时敌将增加一个师左右的兵力(整八师正由烟台南运)，故亦须准备以五个纵队左右的兵力去担任攻击，而以其余主力担任打援和钳制。此阶段，大约亦须有两个至三个星期”。毛泽东之所以把歼灭黄百韬兵团作为战役的突破口，原因在于黄兵团距徐州较远，而且处在山东、苏北两解放区之间，便于南北夹击；歼灭黄兵团还可以将山东和苏北解放区连成一片，切断敌人的海上通道，为第二、第三阶段的作战创造有利条件。
但是，战争形势迅速发展，国民党军孙元良兵团由郑州进至柳河、商丘附近，同时刘峙将主力部队收缩至徐蚌线两侧，这一重大变化促使毛泽东及时调整战略部署。10月22日他电示陈毅、邓小平：“为了保障华野全军在淮海战役中完全胜利，请你们准备着在攻克郑州，休整数月后，迅即全军东进，相机攻占开封，或者不打开封，直出徐蚌线，不但钳制孙元良、刘汝明，并且钳制邱李两兵团一部。”同日他电示中野：“以主力于邱李两兵团大量支援之际，举行徐州、蚌埠作战，相机攻取宿县、蚌埠，坚决彻底干净全部地破毁津浦路，使敌交通断绝，陷刘峙全军于孤立地位。”毛泽东得知刘峙集团可能南撤的消息后，审时度势，立即下定了同敌人进行战略决战的决心，命令“陈邓直接指挥各部，包括一、二、四、九纵，应直出宿县，截断宿蚌路，四纵不应在黄口附近打邱清泉部，而应迅速攻宿县，一纵在解决国民党一八一师后，应立即去宿县。华野三纵和两广纵队的任务，是对付邱清泉部，但应位于萧县地区，从南面向黄口、徐州攻击，以便与宿县我军联系。如敌向南京退却时，则集中六个纵队歼灭之”。毛泽东还电示粟裕，命令他“极力争取在徐州附近歼灭敌人主力，勿使南窜”。
中原野战军和华东野战军根据毛泽东的战略部署，规模巨大的淮海战役。该战役分三个阶段。第一阶段从1948年11月6日开始，到11月22日结束。战役开始后，华野与中野以迅雷不及掩耳的速度从徐州的东、西、南、北四个方向同时发起攻击。华野从山东等地分三路南下，横扫陇海路北侧300里宽广大地区的敌军阵地。东路军攻克郯城，中路军在何基沣、张克侠率部起义后，迅速通过该部的防地，进至徐州东侧。山东兵团直取台儿庄等地，切断了黄百韬兵团与徐州的联系。苏北兵团经新安镇以东迅速迂回到黄百韬兵团南侧，与山东兵团南北钳合，并阻击徐州的援敌。华野以10个纵队向新安镇发起猛攻。9月，黄百韬率4个军向徐州撤退，在运河两岸遭到华野的猛烈打击。10日华东野战军攻占曹八集，切断了黄兵团向徐州的退路，11日，又将黄兵团包在碾庄地区。为了挽救黄兵团失败的命运，蒋介石在令其固守待援之后，忙命刘峙火速增援黄兵团。邱清泉、李弥两兵团在飞机、大炮、坦克的掩护下，沿陇海路增援，孙元良兵团增防徐州。黄维兵团沿平汉路东援徐州，向蒙城、宿县进攻。不仅如此，蒋介石还调派了东北战场败将杜聿明任徐州“剿总”副司令，企图与人民解放军决一死战。
在蒋介石调整部署的同时，毛泽东按照敌我态势的变化，做出了一系列重要指示。11月13日，他指示邓子恢和李先念率中野二纵、六纵昼夜兼程，务必于14日，至迟15日赶到黄维兵团的前头，由正面阻止该兵团向亳县、涡阳、永城前进，并要求豫皖苏军区配合行动，迅速破坏黄维通道上的桥梁、道路，迟滞黄维兵团的行动。14日，毛泽东又电示刘伯承等，指出他们的首要任务是阻击邱、李兵团，歼灭黄百韬兵团；在攻占宿县后，迅速南进，歼灭刘汝明部。
华野和中野根据毛泽东的部署，采取了“先打弱敌，后打强敌，攻其首脑，乱其部署”的战法。攻击碾庄从11日正式开始，经过17天艰苦的运动战和阵地战，至22日歼灭黄百韬兵团10个师约10万人，黄百韬也被击毙。根据毛泽东的指示，在徐州以东、以南地区进行阻援和打援。邱、李兵团共5个军沿陇海路增援黄百韬兵团，企图与其会师，山东兵团和苏北兵团顽强阻击，敌人虽付出了3万人和30辆坦克的代价，仍被阻止在离碾庄50华里以外的大许家一线，眼看着黄百韬兵团被歼灭而束手无策。中野则迅速攻克宿县，切断了徐蚌线，完成了对徐州敌人的包围，并将黄维兵团阻击于宿县西南浍河上游地区。刘汝明、李延年兵团也受到阻击。至此，淮海战役第一阶段胜利结束。这一阶段共歼敌178万人，完全孤立了徐州，解放了徐州附近的广大地区，为争取淮海战役的全胜创造了极为有利的条件。
第二阶段从11月23日开始到12月15日结束，经过第一阶段的作战，敌人被分割在徐州、蚌埠、双堆集三个地区。徐州守敌迅速将邱清泉、李弥、孙元良兵团收缩，加强防御。南线李延年兵团遭到沉重打击后，迟迟不敢北进。这时黄维兵团已进入中野的“口袋”中。淮海战役开始后，毛泽东筹划了歼灭黄百韬兵团之后的歼击目标，提出先歼南线之敌，先南后北的设想，主攻邱清泉、李弥两兵团，然后夺取徐州。淮海战役第一线的指挥员刘伯承、邓小平、陈毅等根据形势的变化，认为攻打强大的邱、李兵团没有把握，建议先打孤立、疲惫的黄维兵团，只要黄维兵团全部或大部被歼，较之歼灭邱、李兵团更属有利，并认为“歼击黄维时机甚好”。毛泽东非常尊重第一线指挥员的意见，经过认真思考，他采纳了刘伯承等的建议，决定先打黄维兵团，24日他电示刘伯承等：“(一)完全同意先打黄维；(二)望粟陈张遵刘陈邓部署，派必要兵力参加打黄维；(三)情况紧急时机，一切由刘陈邓临机处置，不要请示。”为了防止黄维兵团被围后，徐州之敌南逃，毛泽东重申了将敌人主力歼灭于长江以北的方针，并要求总前委对此做出妥善的布置。
11月25日，黄维兵团被中原野战军包围在宿县西南双堆集地区，廖运周率一○一师起义。为了敦促黄维等投降，毛泽东于27日为中国人民解放军总部写了广播讲话，劝说黄维等放下武器，调转枪口，和人民解放军一起打到南京去。但黄维执迷不悟，依恃兵多、武器精良，仍反复突围，遭到沉重打击，并被压缩到方圆十多里的地区以内，不得不固守待援。在这种情况下，毛泽东要求中野“集中火力，各个分割歼灭敌人”。为此，中野进行了大量而周密的攻坚准备工作。
蒋介石为了援救黄维兵团，命令邱清泉、李弥、孙元良兵团自徐州南下，刘汝明、李延年兵团由蚌埠北上，企图南北对进，然后南下，以便保存力量，可均遭到人民解放军的顽强阻击。蒋介石又命令徐州之兵团从徐州西南绕道南下，避开人民解放军津浦路防御正面，同时令刘峙到蚌埠督促刘汝明、李延年兵团再次北进。
12月1日，杜聿明率邱、李、孙三兵团共27万人弃守徐州南下。杜聿明弃守徐州的计划，毛泽东早已预料到杜聿明会放弃徐州，于是第二天他就电令华东野战军：“敌向西逃，你们应以两个纵队侧翼兼程西进，赶至敌人先头堵住，方能围击，不要单靠尾追。”经过3天的追击，孙元良兵团被包围，不久即被全歼。刘汝明、李延年兵团亦遭到沉重打击。毛泽东分析了此时的态势，认为不能与敌人长期相持，必须加速战役进程，决心采取集中兵力围歼黄维兵力，困住杜聿明集团，阻击李延年、刘汝明兵团的方针。为此，12月6日中原野战军对黄维兵团发起了猛烈攻击，采取了沟壕战术，同时发起了强大的政治攻势。12日，刘伯承、陈毅发出了《促黄维立即投降书》，但黄维拒不投降。中野遂于13日晚发起总攻，经过一天的激战，全歼黄维兵团，生俘黄维。刘汝明、李延年兵团也被迫撤至淮河以南，杜聿明集团更加孤立，从而加速了淮海战役的进程。
第三阶段从1948年12月16日开始到1949年1月10日结束。当黄维兵团被歼、杜聿明集团被围时，平津战役已经开始。傅作义所指挥的60万国民党军队为东北野战军解放全东北的胜利所震慑，急忙收缩兵力，企图海运南逃或西窜绥远。蒋介石要求傅作义“万不得已时撤回江南”。为了配合华北战场上人民解放军“隔而不围”，“围而不打”，争取和平解放平津的战略行动，毛泽东决定淮海战场上的人民解放军进行休整，对敌人进行防御。这样就可以麻痹敌人，使傅作义暂不海运平津诸敌南下，实现将国民党军队歼灭于长江以北的战略设想，亦可使中野和华野获得休整，使两个战场互相配合，钳制敌人。
所以，毛泽东命令在歼灭黄维兵团后，留下杜聿明指挥的邱清泉兵团等余部，两星期内不作最后歼灭之部署，22日又电示粟裕：“你们集中华野全军并多休整数日，养精蓄锐，然后一举歼灭杜聿明。只要杜部不大举突围，应休整至下月初，约于一月五日左右开始攻击较为适宜。”根据毛泽东的部署，淮海战场上的人民解放军进行了休整，同时对敌人展开了强大的政治攻势。17日毛泽东为中野、华野司令部写了《敦促杜聿明等投降书》，指出他们已到了山穷水尽的地步，突围的希望是彻底破灭了的，应立即放下武器，停止抵抗。在20多天里，就有14万多人投诚，但杜聿明依然拒绝投降。
1949年初，华北野战军和东北野战军完成了对平津之敌的分割包围，平津诸敌已无路可逃，毛泽东立即命令在淮海战场上对敌人发起总攻。1月6日总攻开始，经过4天激战，歼灭了邱、李兵团，击毙邱清泉，生俘杜聿明，至此淮海战役胜利结束。淮海战役历时65天，人民解放军共歼敌55万余人，解放了广大地区，将中原、山东、苏北等解放区连成一片，直接威胁了南京、上海和武汉。
4指挥平津战役
当淮海战役鏖战正酣之际，毛泽东又部署了三大战役中的最后一个战役——平津战役。平津战役之前，人民解放军总兵力已发展到300余万人，而国民党军队只剩290万人，而且国民党在政治上、经济上已陷于瓦解状态，其反动统治已处于风雨飘摇之中。这时蒋介石在战略上可以使用的机动兵力只剩下华北傅作义集团。傅作义集团约60万人，在华北人民解放军的沉重打击下和辽沈、淮海战役的震撼下，已成惊弓之鸟，陷于孤立无援的困境。为了挽回败局，蒋介石一方面妄图利用傅作义集团固守平津，迟滞解放军南下，使其获得时间，加强长江防线；另一方面又欲将傅作义集团经塘沽海运江南，增援华东战场，或扼守长江，防卫南京、上海地区。而傅作义集团则企图西撤其发家之地绥远，以保存实力。经过激烈的讨价还价，蒋介石和傅作义才确定了“暂守天津，保持海口，扩充实力，以观时变”的方针。傅作义错误地认为东北野战军在短期内不会入关，因此他根据上述方针，将部队收缩在以北平、天津为中心，东起唐山，西至张家口长达一千余里的铁路线上。
毛泽东认真地研究了敌我状况，认为傅作义集团南窜或西撤，都会对战局产生极为不利的影响。因此，稳住华北敌军，不使其南窜或西撤，不让敌人收缩，就成为平津战役的关键。因此，毛泽东做出了稳住敌人，不使逃跑，分割包围，就地全歼的战略计划。11月18日，毛泽东命令林彪等在辽沈战役结束后，不待休整，立即迅速隐蔽入关，力求就地将敌人歼灭。20日又指示新华社及东北各广播电台，在今后两星期内，多发沈阳、新民、营口、锦州各地我主力部队庆功祝捷练兵开会的消息，迷惑傅作义。27日令东北野战军先遣兵团与华北野战军第二兵团的三纵、四纵等切断平绥线。东北野战军在林彪等率领下，不顾疲劳，于11月23日挥师南下，从喜峰口等入关，至12月20日，80万军队全部抵达平津前线。为加强对平津战役的指挥，由林彪、罗荣桓、聂荣臻组成总前委。平津战役也分三个阶段进行。