衡寶戰役尚未結束，四野的東路大軍已拉開了進軍廣東的戰幕。
廣東北與湖南、江西接壤，東北與福建相鄰，西靠廣西，南瀕南海，與越南為鄰，與馬來西亞、菲律賓隔海相望。境內地勢北高南低，河川縱橫交錯，水陸交通比較發達，對大兵團作戰，既有有利的一面，又有不利因素。
正因為廣東的戰略地位十分重要，所以多年來，以蔣介石為首的國民黨統治集團對這裡十分重視。早在1949年1月21日，蔣介石“引退”時，就任命薛岳為廣東省政府主席，陸軍總司令余漢謀為廣州綏靖公署主任。薛岳、余漢謀上任之後，大力擴充兵力，重建第62、第63、第64軍，又把全省的15個保安團擴編為5個保安師（轄20個保安團），用意是為了加強據守廣東的兵力。 2月至4月，國民黨政府陸續由南京撤至廣州，代總統李宗仁、行政院長兼國防部長何應欽和參謀總長顧祝同等軍政要員雲集廣州。
8月31日，國民黨政府又將廣州綏靖公署改為華南軍政長官公署，任命余漢謀為華南軍政長官，統一指揮廣東境內陸海空三軍，從7月到9月，蔣介石也先後3次飛往廣州，召集國民黨軍政要員制定《扭轉時局方案》，企圖全力保衛廣州。
9月8日，蔣介石致電顧祝同：
應集中現有駐粵兵力，保衛廣州革命根據地，為目前剿共軍事革命戰略之最高指導原則，如有餘力，則可擴大範圍，以期保衛華南……故對現駐粵中之第五十、第三十九、第六十三、第一零九軍之建制，切莫再分割使用，以免陷於被動，為匪各個擊破。今後一切部署，均應準此原則實施，切莫舉棋不定，俾確保革命基地。
當時，盤踞在廣東境內的國民黨軍共有3個兵團11個軍，約12萬人，另有地方武裝2萬餘人，總兵力約15萬人。余漢謀遵照國防部的指令，將其主力置於粵漢鐵路的廣州至曲江（今韶關市）一線，形成三道防線，控制湘贛入粵的鐵路、公路及水路，企圖阻止解放軍進軍。其兵力部署如下：
以第39、第63軍防守曲江、始興、南雄、樂昌，構成第一道防線；由贛逃粵的沈發藻第4兵團（轄第23、第70軍）布防英德、翁源地區，構成第二道防線；由青島南撤的劉安琪第21兵團（轄第32、第50軍）防守花縣、從化，構成第三道防線；第109軍及警衛團等防守廣州市。另以胡璉第12兵團（轄第10、第18軍）位於潮安、汕頭，策應廣州方面作戰。第62、第64軍分別位於湛江、海南島，保障其通往雷州半島和海南島的退路。
大戰一觸即發，廣州城裡亂作一團，敵我雙方的將領都在調兵遣將。
此時，在中央軍委大迂迴大包圍的作戰方針指導下，四野前委決定：
以第二野戰軍第4兵團第13、第14、第15軍，第四野戰軍第15兵團第43、第44軍和兩廣縱隊共22萬人組成東路軍直逼廣州。
7月17日，四野前委向中央軍委報告了攻打廣東的作戰計劃：
鄧華兵團準備以兩個軍經贛州、桂東，準備出仁化、樂昌，到桂東後，如見攸縣、茶陵國民黨軍不退，則直向郴州、永興前進，準備由南向北切斷國民黨軍退路；到桂東後，如國民黨軍已撤退，即經汝城向仁化、樂昌前進，其另一個軍經崇義、上猶、始興前進……
7月21日，中央軍委復電林彪、鄧子恢、蕭克、趙爾陸並告劉伯承、宋任窮、張際春、李達及華南分局：
（一）同意你們七月十七日電（二十一日才收閱）整個部署方針。
（二）陳賡與鄧華分兩路入粵是對的，但請注意桂東桂陽道路、糧食情況。如有困難，則陳賡之重武器及大行李可循鄧華道路南進，而鄧華則除南始大道外，可在東側找一條輔助路。
（三）陳、鄧入粵後，準備以陳兵團從北江、鄧兵團從東江（可能須先佔惠州）兩路攻廣州，而在攻廣州之前，兩兵團各須在北江、東江休整一短期（例如半個月至一個月），與華南分局會合，商定接管廣州及全省的整個部署，並配備幹部。以上請轉知陳、鄧注意。
（四）陳鄧兩兵團速與華南分局方方電台溝通聯絡，並與軍委通電。
（五）華南分局迅即由梅縣移至南雄，迎接陳、鄧，會商一切。
（六）此間當令葉劍英同志提早赴粵。
為加強對廣東、廣西地區黨政軍工作的統一領導，8月1日，中央任命葉劍英、張雲逸、方方分別為華南分局第一、第二、第三書記。
9月7日葉劍英在贛州召開作戰會議。到會的有方方、陳賡、郭天民、劉志堅、鄧華、賴傳珠、洪學智、蕭向榮、曾生、雷經天等人。這次會議明確了解放廣東的作戰計劃，並於第二天電報中共中央軍委和林彪、鄧子恢：
（一）解放廣東問題，我們依照軍委意圖，先行消滅北江、東江之敵，進占曲江、惠陽，創造和平解決條件，爭取和平解決。同時，準備對付堅守廣州頑抗之敵。
（二）集結，因四兵團與十五兵團相隔過遠，為求得同時展開齊頭並進，突然實行鉗形合圍，必須先行集結。集結地區，十五兵團南康、信豐地區，四兵團除十五軍先行集結南雄地區外，主力待十五兵團通過，集結於仁化、汝城之線。兩廣縱隊集結於興國以南地區。以上於九月底可集結完畢。
（三）作戰方案：1.如敵扼守曲江、英德之線頑抗時，四兵團除以一部由鐵道西迂迴敵之左側外；主力沿粵漢路及東西兩側並進。十五兵團由三南插至英德或以北斷敵歸路，求得殲滅敵之四個軍。以兩廣縱隊經惠陽向南迂迴，並相機佔領惠州。視情況必要時，以一個軍加強之。華南分局主力則積極向潮汕方向佯攻，牽制與迷惑敵人。 2.如敵集中主力退守廣州、虎門時，我決以四兵團可沿粵漢路南下，進至廣州以北、以西，十五兵團進至廣州以東，兩廣縱隊則插至廣州以南，截斷廣州、虎門間之聯繫，合力聚殲廣州之敵。華南分局部隊仍監視與箝制潮汕之敵。 3.由贛州經曲江、翁源、從化至廣州及由南康經龍南、和平、河源至廣州之兩條公路幹線，由四、十五兵團工兵部隊分工搶修，以利交通。
（四）建議葉飛兵團攻占廈門後，指揮一部出汕頭、梅南作戰，最好同時動作，並向東佯動，以資配合。接到中央軍委復電後，根據中央軍委的指示，四野前委將第4、第15兵團的指揮大權交給了陳賡，解放廣東的重任從此就落在了陳賡肩上。
陳賡是一位雷厲風行的戰將，他根據實際情況做出了兵分三路進軍廣東的作戰計劃：
（一）以四兵團為右路軍。於九月三十日起，先後自桂東、上猶、南雄、始興地區分路出發，順路掃殲汝城、樂昌、仁化之敵。如敵扼守曲江、英德、翁源地區，除十四軍主力沿北江西岸，經英德、清遠地區直插三水，截斷廣州敵西退道路外，兵團主力於十月九日拂曉開始從東西南三面攻殲曲江之敵，然後迅速南下，協同十五兵團（缺四八軍）殲滅英、翁地區之敵，爾後直迫廣州。如敵不守曲、英、翁地區，則迅速協同十五兵團，於十月二十日進至三水、高塘圩、歸龍市之線，形成對廣州西北面之包圍。
（二）以十五兵團為左路軍。於十月一日自南康、信豐地區出發，十月八日進至翁源以東地區，依情況出英德南北之線。如英德敵堅守，則協同右路軍合殲之。如敵南撤，則協同右路軍迅速南下，於十月二十日進至龍眼洞、車陂之線，形成對廣州東北及東面之包圍。
（三）以兩廣縱隊、粵贛湘邊縱隊、粵中縱隊組成南路軍，由曾、雷、林統一指揮。兩廣縱隊於十月十日自和平地區出發，粵贛湘邊縱隊自龍川和粵中縱隊自高明地區出發，兩廣縱隊於十月二十日前進至東莞，衝破順德、佛山之線，截斷廣州敵南退道路，等待主力部隊殲滅之。
自從四野主力直撲湘南後，白崇禧將桂係部隊收縮到衡寶一線，廣東的防禦全靠余漢謀集團負責。
1949年初，蔣介石下野之前，將陸軍總司令余漢謀調往廣東任綏靖公署主任。那時，蔣軍精銳已喪失殆盡，編練新軍為當務之急。余漢謀屬粵籍將領，原為粵系軍閥陳濟棠舊部，後倒陳附蔣，他在粵軍中頗有影響。
余漢謀將三道防線部署完之後，下了最大決心準備與陳賡決戰。
10月2日，陳賡的先頭部隊以日行150裡的速度向南挺進。粵軍紛紛棄陣南逃，第一道防線被攻破。
10月6日，右路第14軍佔領東昌，第13軍佔領仁化。同日，粵軍又放棄曲江，繼續南逃。
10月7日，第15軍佔領曲江。
10月9日，第14軍佔領英德。
這時，第127師偵察連抓到兩個俘虜，經審訊得知佛岡地區有個美械裝備的團，約2000餘人，倚仗堅固工事準備頑抗到底。
127師師長王東保當即將此情況上報軍部，接著又命令部隊跑步向佛岡前進。
經過140裡的冒雨行軍，10日黃昏，該師趕到佛岡，發現敵人的確沒有撤退的跡象。
王師長來到前地，觀察敵軍陣地之後，當即下令：“379團直插城西南，切斷敵人向花縣、廣州的退路。381團主力向南穿插，協同379團包圍敵人。380團正面進攻敵防禦陣地。師警衛營為預備隊。各團迅速行動，連夜到達指定位置，完成對敵包圍分割。”
第二天清晨，各團已到達指定位置，在夜間運動中，379團殲敵1個加強連，381團佔領了老城，380團殲敵1個排。
就在第127師攻打佛岡的同時，第43軍軍長李作鵬、政委張池明令第128師繞過佛岡，進攻花縣。
12日拂曉，第128師攻占花縣，俘敵保安隊200餘人。
解放軍逼近廣州的消息傳遍羊城。
10月11日，李宗仁召集緊急會議。出席會議的有行政院長閻錫山、參謀總長顧祝同以及廣東、廣西的余漢謀、薛岳等要員。李宗仁對余漢謀說：
“目前局勢嚴重，廣州淪陷在即，我們要加速實行分地辦公計劃，總統府和行政院暫遷重慶，中樞各院遷海南島。請你指揮劉安琪兵團掩護政府機關撤退。機關人員兩天之內撤退完畢，為安撫人心，我和閻院長堅持到20號。”
廣州又要亂了，蔣介石得知李宗仁又要遷都的消息後，於12日飛抵廣州，給李宗仁難看。他指示閻錫山不要去重慶，而飛往台灣。閻錫山言聽計從，果然去了台灣。李宗仁又成了光桿司令，次日，他顧不得“安撫人心”的承諾，就離開了廣州。
12日晚上，余漢謀組織召開緊急軍事會議，準備將部隊拉往海南島去，這時參謀總長顧祝同來了。
余漢謀說：“總長來得好，我們沒辦法，殘破不全的部隊如何抵擋虎狼之師，我看廣州保不住啊。”
顧祝同說：“用不著守啦！總裁上飛機前批示廣州部隊全部撤往海南島。你們快行動吧！軍用物資能帶走的盡量帶走，帶不走的一律毀掉，一粒子彈也不能留給共軍！”
顧祝同又拿出一份文件，說：“總裁命令，必須炸掉白雲、天河機場，石井、石牌、黃埔等地的軍用倉庫，以及市內主要公路、鐵路橋樑必須炸毀。重要工廠和高等院校設備運不走的要加以破壞！”
國民黨的軍政大員都跑了。
第二天，廣州一片混亂，粵軍從營房中擁出，到處掠奪公用財物，打砸廠礦、學校設備，燒倉庫，炸橋樑，一片白色恐怖。
此時離廣州最近的是第43軍第128師，已佔領花縣，奪取了公路大橋。
14日拂曉，該師接到軍長李作鵬的電報，說龍眼洞一帶有大量坑道工事，是抗戰期間日本人構築的，現有蔣軍2個師據守，指示該師要謹慎行動，不可輕敵冒進。
14日下午2時，偵察人員報告，從化一帶的敵軍正向廣州逃竄。第128師先頭第382團在團長張實傑的率領下，沿花縣至廣州的公路迅速追擊。
沒有打幾個回合，敵軍就潰逃了。
廣東戰役從10月2日開始至11月4日結束，歷時34天，共殲余漢謀部6.2萬餘人，其中生俘4.1萬人，將級軍官17人。繳獲各種炮714門，各種槍3萬餘支（挺），汽車150餘輛，各種槍彈260萬發，解放縣城38座。