解放軍以戰鬥手段奪取天津是有絕對把握的。但是，為了保護人民生命財產，保護天津工商業，解放軍在包圍天津之後的十幾天里，仍然力求以和平方式解決問題。1月3日至12日，解放軍進行掃清外圍戰鬥期間，平津前線司令部仍在為爭取和平作著不懈的努力。
1月6日，林彪、羅榮桓向天津守軍發出親筆信。
信中寫道：「陳長捷、林偉儔、劉雲瀚將軍，我們即將開始天津戰役了。鄭洞國是榜樣，將軍如仿效將為人民立大功，如抵抗只能使自己遭受殺身之禍。希望你們在我們總攻之前，派代表來談判，在任何地點都可找到司令部，然後護送你們與我們商談。」
8日，天津市參議會商得陳長捷同意派出丁作韶、楊雲青、胡景熏、康相九代表與解放軍談判。
劉亞樓根據中央軍委指示，向參議會代表明確陳述四點意見：一，本軍甚望和平解決，以免天津遭受破壞；二，天津守敵應自動放下武器，並保證不破壞公私財產、武器、彈藥及公文案卷；三，本軍保障一切自動放下武器的官兵個人及家屬生命財產的安全；四，如果守軍不願自動放下武器，與我抵抗到底，則本軍將採取攻擊行動，破城之日，守軍方面主要反動首領不能按照在小城市及鄉村中作戰時被本軍所俘敵方軍官一樣待遇，而將加重處罰。劉亞樓並指出，以上四點限令天津守軍在24小時內答覆。
9日，丁作韶等四代表再次出城，要求寬限時日，劉亞樓准其推遲至12日18時前放下武器。
10日，四代表第三次出城，說陳長捷完全同意放下武器，但六十二軍和八十六軍不同意，只願意放下重武器，然後帶步槍回南方。
劉亞樓當即警告，3日內不作明確答覆，解放軍即開始總攻。
11日，解放軍天津前線司令部又派人到六十二軍軍部，出示由林彪親筆簽名的平津前線司令部致陳長捷等人的信。信中指出：如不放下武器，我軍將於13日全線攻城，限12日答覆。
林偉儔拿著信先到劉雲瀚處商量如何回覆，隨即兩人攜信件往見陳長捷、秋宗鼎，陳又叫來杜建時一同會商。五個人聚在一起，各懷心思，互相觀望，誰也不肯說出心中所想，不肯帶頭作出具體主張。劉雲瀚是蔣介石、陳誠的嫡繫心腹，對戰事雖有疑慮，卻默不做聲。林偉儔和秋宗鼎懾於蔣介石侍從室派下來的名為「視察官」實為特務的監察，有所欲言，又吞吞吐吐。杜建時問陳長捷如何打算。陳長捷說，我讓他們打，誰不打就不行。我讓他們降，他們不降我就毫無辦法。還是等待北平和平談判成功，一起行動。杜建時又問林偉儔、劉雲瀚如何打算。林、劉說，陳是司令，要他說話，我們不能領頭。若等待北平和談結果也行。杜建時本人則因受蔣介石培養多年，不能反蔣，因此也同意陳長捷的意見，等待北平傅作義主持全局的動向。但是又擔心解放軍總攻後，守不長久。杜讓陳打電話給北平總部，追問北平和談發展如何。得到李世傑的回答還是：「堅定守住，就有辦法。」
為了拖延時間，由陳長捷口授，秋宗鼎執筆寫了一封回信，大意是：為了天津市免於糜爛，可以商談和平，請解放軍派代表進城商談。武器是軍人的第二生命，放下武器是軍人的恥辱……
這等於拒絕了解放軍發出的最後通牒。
12日，平津前線司令部又通知傅作義，要他命令天津守軍於1月13日12時開出城外，聽候處理。但天津守軍還是拖延。
整個談判過程中，陳長捷一步不停地加緊防禦準備：大肆加修工事、放水製造泛濫區、強行徵召保安團、不斷炮擊我圍城部隊、改建臨時飛機場、強行拆毀城內大片民房掃清射界、利用天寒地凍的條件命令部隊在城牆斜面上潑水，造成冰凍滑坡，阻止解放軍前進。
陳長捷等人還大肆進行反動宣傳，鼓動士兵拚死惡鬥，頑抗到底。李世傑頻傳傅作義的指示「堅守就有辦法」，陳長捷體會是很含蓄的命令。於是，陳長捷向官兵宣傳說「這樣堅強的設壘陣地，充足的彈藥器材，比起傅作義當年僅僅一個師守著涿州城，不知優越多少倍。涿州城防守三個月，創造戰爭史上的偉績，我們現在在傅總司令的指揮下，也必要堅持勝利。」
陳長捷極力主張逐屋抵抗，堅守三四個月。林偉儔等則揚言：「革命軍人絕難繳械！」必要時，把天津全部燒毀。」「與陣地共存亡。」
陳長捷、林偉儔、劉雲瀚等還發布戰時軍律，強迫部下賣命。軍律規定：
士兵未奉命令擅自退卻者，准由班長將各士兵就地槍決；
班長未奉命令擅自退卻者，准由排長將班長就地槍決；
排長未奉命令擅自退卻者，准由連長將排長就地槍決；
連長未奉命令擅自退卻者，准由營長將連長就地槍決；
營長未奉命令擅自退卻者，准由團長將營長就地槍決；
團長未奉命令擅自退卻者，准由師長將團長就地槍決。
12日20時，毛澤東致電林彪、聶榮臻，指出：「天津之敵如能接受你們所提限時繳械之條件，你們即可不經攻擊而佔領天津；如該敵不能接受你們所提條件，則你們應於適當時間內攻佔天津。」
13日12時，我軍限定時間已到，天津守敵沒有絲毫要放下武器的表示。林彪當即向中央軍委報告：天津敵未遵令向外開出，本日此刻止，亦無新的消息。由此看來爭取和平解決避免破壞的可能似乎不多。本晚24時止，如仍無爭取此種可能的徵候，則明日開始攻擊天津。
1月15日上午10時，解放軍攻克敵天津警備司令部人民解放軍炮兵部隊進入天津市區
陳長捷負隅頑抗
東北野戰軍34萬大軍將天津圍得水泄不通，陳長捷猶如困獸，被圍在天津城內。
這時，陳長捷任天津警備司令還不到半年。
天津是華北最大的工商業城市，它與上海、廣州、武漢合稱中國四大商埠。天津當時擁有200萬人口。市區被子牙河、北運河、南運河、金鐘河、新開河、牆子河和海河等切成諸多片段。整個地勢低洼，不利於大兵團作戰。市區北面、西面較高。城南地形開闊，南、北兩面都有高大堅固的建築物，東、西兩面多為墳地。城市中心地帶有海光寺、中原公司等大建築物。這些很難改變的自然條件，形成了天津是個易守難攻的城市。
人們不能不佩服陳長捷有眼力。早在1947年初，他似乎就已經預料到解放軍終有一日要攻打天津，便抓夫10萬，徵調大批財力，開始增修城防工事了。
到解放軍攻城的前一個月，提前一年修築的天津的所有工事已初具規模。市區內外共有380餘座大碉堡，小碉堡無計其數。他們以大碉堡為核心，布設了許多地堡群，構成了堅固的防禦體系。天津市很多地段過去是沒有城牆和護城河的，陳長捷為此感到很遺憾。於是，他下令：環繞全城挖掘深3米、寬10米、長近50公里的護城河，引進運河、海河的水，使護城河水位經常保持在一米半到二米半。護城河外側建起了碉堡群、鹿砦和地雷群以及20餘處外圍據點；內側修起了五米高的土牆，牆上設有鐵絲網、電網，每30米就有一個碉堡。牆的內側有環市公路，便於調動部隊；通往核心區的重要街道、路口均修有碉堡，並埋設了美國造的觸發拋射地雷……
身著一身筆挺黃呢料軍裝，手戴一副雪白尼龍手套，腳登一雙烏黑鋥亮齊膝軍靴的陳長捷視察了城防工事後，臉上浮現出得意而輕蔑的笑容。
得意與輕蔑攪和在一起，竟使這位城防司令感到渾身輕飄飄。
驀地，他的笑容消失，幾乎是怒罵似地向跟隨在自己左右的軍官下了一道命令：
「燒！放火！城郊五里以內任何東西都不許存在！」一場大火斷斷續續地燒了一天一夜。村莊化成了灰燼，田野化成了灰燼，樹叢化成了灰燼……五里寬的無人區就這樣出現了。陳長捷想到解放軍將赤裸裸地暴露在五里寬的無人區，似乎輕鬆了。
夜深了，忙乎了一天的陳長捷卻絲毫沒有睡意，儘管他白天在部下面前能做到強裝鎮靜，扮演一名「守城名將」的角色，當一人獨處時，他又不得不面對這樣一個現實：解放軍已經緊緊地包圍了天津城，死神正在一天天向他和他的部隊逼近。
好不容易熬到翌日凌晨，陳長捷開始調兵遣將，部署他的防禦。
他們利用海光寺、中原公司和警備司令部的高大建築物構成了市區的防禦中心陣地。戰鬥力較強的部隊都在此處防守。北部也是防守重點。城南部多為水網區，有許多的建築物，工事構築也堅固，只是兵力相對弱一些。
陳長捷又得意了。10個正規師，四個特種兵團，還有地方部隊，加起來13萬守備兵力。再加上這深溝高壘，河流障礙，還能守不住天津市？
當遼瀋戰役已近尾聲的時候，打了大半輩子仗的陳長捷，心裡在暗自慶幸衛立煌悲慘下場的同時，又顧慮東