廣東戰役發起後，我軍步步進逼，敵人則聞風潰逃，整個戰場形勢一直是敵退我追、風捲殘雲般的格局。那麼，廣東敵軍將會逃向哪裡？會不會與白崇禧的桂系部隊一道逃入廣西？這是毛澤東十分關注的一個問題。
10月13日，當第15兵團即將攻入廣州之際，毛澤東致電林、鄧，葉、陳，提醒他們注意：「據香港十月十日電稱，『(一)據空軍高級人員方面獲息，蔣電李白，棄守廣州，堅持廣西；並表示，今後對李白做法，不予干涉。(二)據熟悉桂系的人說，桂殘軍如退入桂境，當會大部逃散，喪失戰鬥力。現白匪正大量廉價售賣槍支給地主，擬大量組織地方反動勢力，並在桂東演習堅壁清野，連谷種都要毀滅』等語。請加註意，務不使粵敵逃入廣西。」
10月14日，廣州敵軍已撤逃完畢，但具體逃往何處，情況仍不明朗。當時的情況，正如陳賡司令員所說：「迅速佔領廣州，對於下一步作戰和儘快恢複國民經濟都有重要的意義，但是還必須殲滅逃跑的敵人，免遺後患。當時，余漢謀的三個兵團，除十二、十三兩兵團已為我殲滅一部外，其主力二十一兵團還未遭受打擊。必須迅速地判明這些敵人的逃向，加以殲滅。」因此，在15兵團進抵廣州市郊的同時，陳賡命令第4兵團部隊一律不進廣州市，晝夜兼程，追擊敵軍。
15日上午，陳賡、郭天民、劉志堅一面指揮部隊追擊，一面電告軍委、林、鄧：
1、廣州敵已向南及西南撤退。我左路軍昨(十四)晚十九時三十分進廣州。為避免混亂，右路軍(四兵團)不進廣州市，繼續向南及西南追擊。現十五軍已超過廣州，十四軍一個師已進佔三水，正繼續追擊中。
2、此次行動部隊甚積極，每日均以一百三十里以上的行程前進。但因山高路險行動迂辶回均成困難，僅右路軍跌死牲口約在二百匹以上，加上敵人是有計畫撤退，十四日晚十九時三十分，即於廣州撤退完畢，未能達成全殲廣州敵人的目的。
3、據不完全統計，我在廣州以北共俘敵約七千餘人。
四野首長接到這個報告，即刻分析了廣東敵情。他們考慮，如果計算路程，敵人先我數日出發，其先頭部隊業已逃出數百里之遠，而且挾有汽車、輪船等遠較我軍迅捷的交通工具，在這種情勢下，要想追上敵人並將其殲滅，可能性不是很大。因此，他們於當日24時電復陳、郭、劉並報中央軍委：「如你們已追不上敵人，則望停止追擊。關於廣西作戰，須作整個的部署與配合，然後統一行動。」
但是，此時的第4兵團猶如離弦之箭一般，想停也停不下來。14日這天，第14軍解放清遠城後，李成芳軍長見清遠北江岸邊船隻很多，立即下令40師師長劉鋒、政委候良輔，率部乘船直插三水西南鎮；令40師副師長王硯泉帶118團1、3營和119團1、2營乘船出發，不準為兩岸之敵所牽制，務於15日拂曉前搶佔三水西南鎮，卡住北江、西江匯合口，堵擊西逃之敵。在兩岸尚有敵13兵團和39軍、63軍的情況下，李成芳敢於下這樣的決心，是非常大膽的。40師先頭4個營於14日黃昏登船，順北江直下三小縣城，一夜前進120多里。15日拂曉前，在三水以北約30里處追上了敵39軍91師的後衛部隊，立即棄船上岸。118團1、3營向三水之敵91師進攻，俘敵150餘人。119團1、2營，則向西南鎮急進，上午9時左右，向敵103師進攻，俘敵360餘人，隨即解放三水城西南鎮，完成了控制北江、西江匯合點的任務，堵住了敵人西逃的通道，為下一步的追擊作戰創造了有利條件。與此同時，第42師直插四會城，殲滅守敵後，繼續向高要方向追殲逃敵。
對14軍這一英勇、迅捷的行動和李成芳軍長機智果敢的指揮，陳賡司令員多年之後猶讚不絕口：「還在解放廣州以前，我們即估計廣州敵人逃跑的方向有兩個：一是沿西江向西，逃入廣西；二是沿廣東海岸，逃向雷州半島，逃向海南島。因此，當我軍各部衝破敵人在清遠、源潭一線的防禦後，我兵團一個軍的主力就果敢地在兩岸還有敵人的情況下，順北江乘船南下，一夜行進一百六十里，直插廣州西邊的三水、高要等處。這一著非常重要。由於這一著，我們卡住了北江、兩江的匯合點，控制了由廣州到廣西的要道；並且在佔領三水、高要的戰鬥中，殲滅了敵人的兩個師，查明了敵二十一兵團等部是在向雷州半島逃跑。這樣，我們既取得了追殲逃敵的有利地位，又查明了逃敵的去向。」
10月16日，前方傳來的戰況彙報更是令陳賡等人信心大增：國民黨軍第39軍第103師師長曾三元迫於我軍的威力，率部4000餘人，宣布接受我軍和平改編。同日，我軍在四會擊潰國民黨軍第4兵團部，俘敵500餘人。前方指揮員們一致反映，在戰鬥中，敵人毫無鬥志，士氣驚人低落，甚至有我軍13個宣傳隊員赤手空拳捉到幾十個俘虜，一個班的戰士僅打出一顆手榴彈就迫使120多個敵人投降的戰例。這說明，我軍只要再加上一把勁，完全有可能追上並殲滅敵人。16日19時，陳賡等人將上述情況向軍委和四野、二野作了報告。
在第4兵團追還是不追的問題上，毛澤東再次顯示出了一位偉大軍事家的遠見卓識。他在綜合分析各方面情況的基礎上，17日致電林彪，並告葉劍英、陳賡：「廣州敵逃跑方向，不是向正西入廣西就是向西南入海南島。我四兵團似應乘勝追擊，直至占高要、德慶、封川、高明、新興、雲浮、鬱南、羅定等縣，必要時並佔領梧州，然後停下來休整待命，聽候你的統一部署入桂作戰。因為佔領上述諸縣，一則可能殲滅逃敵一部或大部，使十五兵團易於攻取海南島，消滅殘敵，平定全粵；二則即是對於入桂作戰完成了部隊的展開。是否可以這樣做，請按情況酌定。」
毛澤東的指示，極大地鼓舞和堅定了4兵團指揮員的決心。與此同時，廣州之敵的逃向問題也終於弄清楚了。原來，17日這一天，我軍繼續追擊，又取得了不少戰果：在高明縣松柏坑殲滅國民黨軍第39軍第147師第441團全部；在高要東北地區殲滅第70軍警衛營；在鶴山縣宅梧圩迫使第39軍第91師師長劉體仁率部2700餘人接受和平改編。奉陳賡之命統一指揮第14、13、15軍共6個師追擊作戰的李成芳，收集了在當天戰鬥中起義、投降、被俘的國民黨軍軍官提供的情況，判定：廣州地區之敵，除一部分向西流竄粵桂邊境外，其主力21兵團經佛山向陽江、湛江方向撤退；敵13兵團除一部向西流竄外，主力經高要向陽春、湛江方向逃竄；敵39軍殘部經高明向陽江、湛江方向逃跑，余漢謀已於13日逃到湛江。因此，粵敵主力逃跑方向無疑是雷州半島和海南島。目前我追擊部隊離敵主力約有兩天的行程。隨即，李成芳將上述情況報告了陳賡，並提出追擊敵人的建議。
10月18日12時，林鄧譚蕭趙致電葉劍英、陳賡並報軍委：「四兵團行動，盼按照毛主席十七日電執行。如能追上敵人，則繼續猛追殲敵。如確實已無追上可能時，則可勿追擊，以免粵敵主力爾後易退南寧與雲南(粵敵一部會退海南島)，」
4兵團指揮員根據中央軍委和四野總部的電報精神，及時召開了作戰會議。大家一致認為：廣東作戰如能繼續全殲粵系敵軍，對於我軍未來行動具有重要的戰略意義，不僅可以迅速平定全粵，並能使桂系軍隊更加孤立。同時，本兵團的三個軍正在廣州西南外圍，保持著前出的機動態勢，追殲上述逃跑之敵與入桂作戰在戰役方向上基本一致。敵人雖然已逃出100公里之外，但余漢謀殘部系潰逃之敵，建制混亂，士氣低落，因此，在陽江、陽春地區全殲逃敵，時機於我極為有利。
18日當天，陳賡、郭天民根據李成芳的建議，決定以先頭6個師，就現態勢發起陽江、陽春戰役，具體部署是：以第14軍第42二師第125團及第40師第120團為右路，由高要南渡西江，經腰古、新興向陽春方向追擊；以第41師及第40師第118團為中路，由高明及西南地區出發，經新興、天堂向陽春方向追擊；以第15軍第43、44師為左路，由西南地區出發，經鶴山、單水口向陽江方向追擊。另以第13軍第38師為第2梯隊，由清遠乘船駛三水，爾後經高明向恩平方向機動。以上部隊統一由第14軍指揮。
這個部署的特點是沒有按原建制使用部隊，而是根據部隊現態勢和各個部隊的特點進行組織，雖然部隊前後不齊，建制不全，但速度快，既便於爭取時間，又便於邊追邊調整部署。陳賡的作戰意圖十分明確：即運用平行追擊和超前攔阻相結合，在陽春以南構成對敵合圍，陷敵於陽春、陽江絕境，爾後一舉殲滅。
兩陽追殲戰開始了，各路追擊部隊在李成芳的指揮下，如下山的猛虎一樣，向逃敵追去。時任15軍44師師長兼政委的向守志回憶：「各部隊接到追殲逃敵的命令後，廣大指戰員決定不惜一切代價堅決完成任務。但是，高層指揮員