解放戰爭進入第三年，國共雙方的力量對比發生顯著變化。1948年9月至1949年1月，中國人民解放軍同國民黨軍隊進行了戰略決戰。
遼瀋戰役從1948年9月12日發起，是第一個戰役。東北野戰軍先後分路奔襲北寧路。到10月1日，切斷了北寧路，部分主力進抵錦州城下。10月10日，由華北國民黨軍組成的「東進兵團」自錦西向通往錦州的要隘塔山發起猛攻。東北野戰軍預先設置塔山的兩個縱隊頑強阻擊，鏖戰6晝夜，打垮國民黨軍的數十次衝擊，成功地阻止了它的東進。國民黨「西進兵團」出動後，也遭到解放軍3個縱隊的阻擊，進至彰武、新立屯一帶後，未敢繼續南進。10月9日起，東北野戰軍發起對錦州的攻擊。經過激戰，於15日攻克該城，全殲守敵10萬多人。隨後，被長期圍困在長春的國民黨第六十軍於10月17日起義，新編第七軍也放下武器投誠。21日，長春宣告和平解放。10月26日至28日，東北野戰軍主力在新立屯、黑山地區全殲廖耀湘兵團10萬人。11月2日，直下瀋陽、營口，遼瀋戰役至此勝利結束，東北全境宣告解放。在遼瀋戰役中，人民解放軍以傷亡6.9萬人的代價殲滅國民黨精銳部隊47.2萬人。
淮海戰役是第二個戰役，是在以徐州為中心，東起海州、西至商丘、北起臨城（今薛城）、南達淮河的廣大地區進行的。淮海戰役於1948年11月6日發起，到22日為戰役第一階段。在這個階段中，華東野戰軍在碾庄圩地區殲滅黃伯韜兵團10萬人，中原野戰軍也完成了對徐州的戰略包圍。11月23日到12月15日為淮海戰役第二階段。在這個階段中，中原野戰軍及華東野戰軍一部，在宿縣西南的雙堆集地區包圍並殲滅黃維兵團11萬人。華東野戰軍主力在杜聿明指揮的徐州國民黨軍3個兵團25萬人向西突圍時，將這股敵人合圍於永城東北的陳官莊地區，並殲滅其中的孫元良兵團4萬多人。12月15日到1949年1月10日，為淮海戰役第三階段。1949年1月，華東野戰軍發起對杜聿明部的總攻，全殲邱清泉、李彌兩個兵團10個軍約20萬人。淮海戰役中，人民解放軍經過66天緊張艱苦的戰鬥，以傷亡11萬多人的代價，殲滅國民黨軍55.5萬人，使長江以北的華東、中原地區基本上獲得解放。
平津戰役是最後一個戰役，於1949年11月29日發起。人民解放軍按照中共中央軍委先打兩頭、後取中間的原則，首先攻克西線的新保安、張家口。在東線，1949年1月15日，全殲天津國民黨守軍13萬多人，解放了天津。經過解放軍和中共北平地下黨的耐心工作，1月31日，北平和平解放，平津戰役勝利結束。平津戰役歷時64天，人民解放軍以3.9萬人的傷亡為代價，殲滅和改編國民黨軍隊52萬多人，使華北地區除太原、大同、新鄉等少數據點及綏遠西部一隅外，全部獲得解放。
遼瀋、淮海、平津三大戰役歷時142天，共爭取起義、投誠、接受和平改編與殲滅國民黨正規軍144個師、非正規軍29個師，共154萬多人，國民黨賴以維持其反動統治的主要軍事力量基本上被消滅。
三大戰役勝利結束後，中國人民解放軍的優勢盡顯無遺。在看透國民黨劃江而治的騙局後，中共中央決定進行渡江戰役，並隨後進軍大西南、大西北，基本統一了整個大陸。