战争进入第三年，国民党军虽仍为365万，但战斗力严重下降，其第一线兵力249个旅（师）174万人被分割在东北、华北、西北、中原、华东战场上。在政治上，蒋介石的政治欺骗完全破产，人民将希望寄托在共产党身上，其内部蒋桂矛盾开始尖锐。在经济上，国民政府的财政赤字高达法币4345656亿元，由此产生了严重的通货膨胀。国民党陷入了军事、政治、经济的全面危机。相反，人民解放军上升到280万，敌我力量对比（正规军）为1.32：1，并建立35个炮兵团，有重型火炮1100余门，攻坚能力大为增强。随着《中国土地法大纲》的实施，广大农民获得了土地，参军支前的积极性空前高涨。全国人民拥护共产党提出的建立民主联合政府的主张，人心归向。这一切表明：国共最后决战的时机到来了。
为挽回军事颓势，1948年8月上旬蒋介石在南京召开军事检讨会议，决定采取在东北求稳定，在华北求巩固，在西北阻止解放军扩张，在华东、中原地区加强“进剿”的战略方针。与之相对应，中共中央于9月8日至13日在河北省平山县西柏坡举行政治局会议，提出五年（从1946年7月算起）建军五百万，歼敌五百个旅（师），从根本上打倒国民党的总任务。同时决定解放军全部在长江以北作战，打前所未有的大歼灭战。在实践中，中央军委、毛泽东审时度势，把解放军的攻势作战引向同国民党军的战略决战。
9月16日，华东野战军发起济南战役，24日攻克该城，歼灭国民党守军10万余人，大大增强了解放军夺取同民党军重兵把守的大城市的信心，揭开了战略决战的序幕。
冬季攻势结束后，东北解放区的人口和面积分别占全东北的86%和97%，东北人民解放军已发展到100万人，其中野战军为70万，而卫立煌集团仅55万。敌我力量对比，解放军占优势，因而战略决战首先从东北发起。7月20日，东北野战军决定遵照毛泽东关于封闭蒋军于东北地区加以歼灭和南下北宁路的指示，决定以主力南下作战。毛泽东将南下作战的首要目标确定为驻守锦州的范汉杰集团。而锦州是连系华北与东北的纽带，解放军攻击锦州，卫立煌很可能倾巢来援。为此，9月7日毛泽东致电林彪、罗荣桓、刘亚楼：确立你们打前所未有的大歼灭战的决心，即在卫立煌全军来援的时候敢于同他作战，争取将卫立煌全军就地歼灭。9月12日，辽沈战役开始。解放军于10月15日攻克锦州，全歼范汉杰集团10万余人。19日，解放长春，10万守军中一部起义，大部投降。20日至28日，解放军在黑山、大虎山地区全歼西进并企图规复锦州之廖耀湘兵团10万人。11月2日，攻占沈阳，全歼守军。11月9日，东北全境解放。是役，共歼灭国民党军47万余人。
济南战役后，10月下旬，刘邓中原野战军解放郑州、开封，从而形成了华野与中野联合作战的新格局。济南战役结束的当天，粟裕致电中央军委，准备发动淮海战役，攻占两淮、海州地区。此为“小淮海”战役计划。11月7日，毛泽东决定扩大淮海战役规模，集中华野和中野及地方部队一部共60万人，求歼徐州刘峙集团80万人。11月6日，淮海战役开始，8日，“第三绥靖区”副司令官张克侠、何基沣率两个军起义。11日华野即将由新安镇西撤的黄伯韬兵团包围于碾庄地区。为与解放军在徐蚌地区决战，蒋介石以邱清泉兵团和李弥兵团由徐州东进救援黄伯韬兵团，以李延年兵团和刘汝明兵团由蚌虫阜地区北援宿县，以黄维兵团由确山向宿县前进，以杜聿明赴徐州指挥。淮海战役，规模空前。毛泽东认为，此战胜利，不仅长江以北局面大定，即全国局面亦可基本上解决。为此，16日中共中央决定由刘伯承、陈毅、邓小平、粟裕、谭震林组成淮海战役总前委，以邓小平为书记，统一领导前线一切事宜。15日，中野主力攻占宿县，完成了对徐州的包围。22日华野歼灭黄伯韬兵团。此后，华野以5个纵队于宿县阻击刘汝明、李延年两兵团，以8个纵队于南夹沟至符离集之间监视徐州之国民党军，25日中野将黄维兵团包围于双堆集地区，形成了吃一个（黄维兵团）夹一个（徐州杜聿明兵团）看一个（刘汝明、李延年兵团）的局面。2月15日，中野与华野一部全歼黄维兵团。杜聿明集团乘机逃跑，被华野于12月4日包围于陈官庄地区。此时，平津战役已经开始，为稳住傅作义集团，不使南逃，中央军委令华野暂不歼灭杜聿明集团。1949年1月10日，华野一举歼灭杜聿明集团。是役，解放军歼灭国民党军55.5万余人，解放了长江中、下游以北广大地区。
辽沈战役结束后，位于北平、天津、张家口地区的傅作义集团是守是逃举棋不定。为就地歼灭该部，中央军委命令东北野战军不要休整，提前入关，与华北军区第2、第3兵团及地方部队100万人发起平津战役。遵照中央军委关于对傅作义部“围而不打”、“隔而不围”的指示，1948年11月29日至12月20日，华北军第2、第3兵团和东北野战军先遣兵团分别包围了张家口和新保安，切断了傅作义部西撤绥远之路，东北野战军主力则直插北平、天津、塘沽之间，封锁了傅部南逃的海路。1949年1月10日，中共中央决定，由林彪、罗荣桓、聂荣臻组成平津战役总前委，以林彪为书记，统一领导作战和接管事宜。12月21日至1949年1月15日，解放军歼灭张家口、新保安、天津三地的国民党军。傅作义遂接受解放军的条件，率部接受改编。1月31日，北平和平解放。是役，共歼灭和改编国民党军52万余人，基本解放了华北地区。
三大战役前后，西北野战军先后进行了澄郃、荔北、冬季攻势等战役，歼灭国民党军6万余人。华北军区第一兵团于1948年10月5日发起太原战役。为稳住傅作义集团，遵照军委关于停攻太原的指示，部队于12月上旬开始转入围城休整。平津战役后，华北地区的另两个兵团也参加太原战役。1949年4月20日总攻开始，24日攻占该城。是役，共歼灭国民党军12万余人。1949年9月19日，国民党绥远省主席董其武率部6万余人起义。至此，华北全境解放。
经过战略决战，蒋介石在长江以北的主力损失殆尽，其统治已陷入绝境。
