14日10時，東北野戰軍3個突擊集團向錦州城發起總攻擊。
總攻前，攻城部隊500餘門大炮，以猛烈炮火集中向錦州城牆及守軍工事連續轟擊，很快在一些地段打開缺口，並有效地壓制住敵人的火力。11時，南北兩個突擊集團在炮火的掩護和坦克的支援下，發起猛烈衝擊，迅速突入城內。
北集團第2縱隊沿惠安街、良安街插入，第8縱隊主力由偽省公署東側越牆入城，第6縱隊17師也從康德街、大同街相繼突入市區。南集團第7、第9縱隊涉過小凌河，同時突破錦州南面城防，而後向市區縱深攻擊。東集團第8縱隊等部也突入城內。
各部隊進城後與敵展開激烈的巷戰。野戰軍採取穿插分割、迂迴、包圍等戰術，首先將城區守軍穿插亂，割裂開，後續部隊則源源不斷地在炮火、坦克掩護下，衝進城內，以火力、爆破、突擊相結合的攻堅戰術，對固守據點之敵實施攻擊。
廣大指戰員不顧國民黨軍飛機瘋狂轟炸掃射和守敵的死命抵抗，英勇衝殺，攻克一個又一個碉堡，打退一次又一次敵步兵、坦克的多次聯合反擊，充分顯示了人民子弟兵不怕犧牲、一往無前的英雄本色。在突破敵防禦陣地的戰鬥中，第2縱隊第5師戰士梁士英用身體頂住塞入敵碉堡的爆破筒，拔除了前進道路上的障礙。梁士英壯烈犧牲，被追認為特等功臣。
15日拂曉前，各路攻城部隊先後在白雲公園、中央銀行地帶會師，摧毀國民黨東北「剿總」錦州指揮所及第6兵團司令部，僅剩殘敵約1萬人固守老城。當日中午，第7縱隊及第2縱隊一部向老城守敵發起攻擊，激戰至18時，全殲殘敵。
至此，錦州之戰勝利結束，此役俘虜東北「剿總」副總司令兼錦州指揮所主任范漢傑及第6兵團司令盧浚泉、副司令官楊宏光、第93軍軍長盛家興等以下約10萬人。在攻取錦州作戰中，敵共出動飛機1069架次，擔負空運和空中支援任務。野戰軍高射炮部隊共擊毀敵機15架。
錦州一戰，奠定了東北野戰軍奪取遼瀋戰役全勝的堅實基礎。中共中央於15日、17日兩次致電祝賀「解放錦州的偉大勝利」。中央軍委19日給林、羅、劉電報中指出：錦州之戰「部隊精神好，戰術好，你們指揮得當，極為欣慰，望傳令嘉獎」。