解放战争进入第三年，国共双方的力量对比发生显著变化。1948年9月至1949年1月，中国人民解放军同国民党军队进行了战略决战。
辽沈战役从1948年9月12日发起，是第一个战役。东北野战军先后分路奔袭北宁路。到10月1日，切断了北宁路，部分主力进抵锦州城下。10月10日，由华北国民党军组成的“东进兵团”自锦西向通往锦州的要隘塔山发起猛攻。东北野战军预先设置塔山的两个纵队顽强阻击，鏖战6昼夜，打垮国民党军的数十次冲击，成功地阻止了它的东进。国民党“西进兵团”出动后，也遭到解放军3个纵队的阻击，进至彰武、新立屯一带后，未敢继续南进。10月9日起，东北野战军发起对锦州的攻击。经过激战，于15日攻克该城，全歼守敌10万多人。随后，被长期围困在长春的国民党第六十军于10月17日起义，新编第七军也放下武器投诚。21日，长春宣告和平解放。10月26日至28日，东北野战军主力在新立屯、黑山地区全歼廖耀湘兵团10万人。11月2日，直下沈阳、营口，辽沈战役至此胜利结束，东北全境宣告解放。在辽沈战役中，人民解放军以伤亡6.9万人的代价歼灭国民党精锐部队47.2万人。
淮海战役是第二个战役，是在以徐州为中心，东起海州、西至商丘、北起临城（今薛城）、南达淮河的广大地区进行的。淮海战役于1948年11月6日发起，到22日为战役第一阶段。在这个阶段中，华东野战军在碾庄圩地区歼灭黄伯韬兵团10万人，中原野战军也完成了对徐州的战略包围。11月23日到12月15日为淮海战役第二阶段。在这个阶段中，中原野战军及华东野战军一部，在宿县西南的双堆集地区包围并歼灭黄维兵团11万人。华东野战军主力在杜聿明指挥的徐州国民党军3个兵团25万人向西突围时，将这股敌人合围于永城东北的陈官庄地区，并歼灭其中的孙元良兵团4万多人。12月15日到1949年1月10日，为淮海战役第三阶段。1949年1月，华东野战军发起对杜聿明部的总攻，全歼邱清泉、李弥两个兵团10个军约20万人。淮海战役中，人民解放军经过66天紧张艰苦的战斗，以伤亡11万多人的代价，歼灭国民党军55.5万人，使长江以北的华东、中原地区基本上获得解放。
平津战役是最后一个战役，于1949年11月29日发起。人民解放军按照中共中央军委先打两头、后取中间的原则，首先攻克西线的新保安、张家口。在东线，1949年1月15日，全歼天津国民党守军13万多人，解放了天津。经过解放军和中共北平地下党的耐心工作，1月31日，北平和平解放，平津战役胜利结束。平津战役历时64天，人民解放军以3.9万人的伤亡为代价，歼灭和改编国民党军队52万多人，使华北地区除太原、大同、新乡等少数据点及绥远西部一隅外，全部获得解放。
辽沈、淮海、平津三大战役历时142天，共争取起义、投诚、接受和平改编与歼灭国民党正规军144个师、非正规军29个师，共154万多人，国民党赖以维持其反动统治的主要军事力量基本上被消灭。
三大战役胜利结束后，中国人民解放军的优势尽显无遗。在看透国民党划江而治的骗局后，中共中央决定进行渡江战役，并随后进军大西南、大西北，基本统一了整个大陆。