廣東戰役勝利結束之後，白崇禧的殘兵敗軍不得不縮回他的老窩——廣西。這時，中央軍委又向四野前委致電：
如果白崇禧集中全力守零陵、全州一帶，你們可以集中兵力南進，試行抓住該敵。如白崇禧鑑於此次精銳被殲的教訓（此次被殲是出乎白崇禧意料的）向桂林、柳州之線大規模撤退，則我軍似不宜集中前進，而宜分兩路並列前進，以一路出柳州以北，以一路出桂林，兩路互相策應，仍可隨時集中作戰，使白匪不能向貴州退卻。
四野前委接到中央軍委的電報之後，便做出瞭如下決定：
以第12兵團、第13兵團和第二野戰軍的第4兵團及桂滇黔邊縱隊、粵桂邊縱隊，共9個軍30個師40萬餘人，分西、北、南三路向廣西進軍。
已退回廣西桂林的白崇禧心情很不好，他深感末日已經到來，眼看著解放軍在短短幾個月的時間，已突破了粵桂聯合防線，廣州已丟失，廣西怎麼還能保住？他心裡是明白的，作為一個戰將，廣西是自己的老家，又是辛苦經營了大半生的大本營，如果不下決心與解放軍決一死戰就拱手讓給共產黨，臉面上是過不去的。然而，決戰也非易事，軍心不穩，士氣低落，作戰能力已大打折扣了啊！
當白崇禧傷心之時，四野前委已作出了進軍廣西的作戰計劃，其具體兵力部署如下：
（一）十三兵團兩個軍首先殲滅通道、靖縣之一零零軍、一零三軍，爾後迅速向思恩、河池地區前進，並繼續向百色、果德之線前進，第一步爭取切斷敵退雲南的道路。
（二）陳賡部第一步先頭軍十號左右出發，進至鬱林、博白之線，防敵退雷州半島。爾後，則依情況向南寧前進。如敵有退欽州、北海動向時，則向欽州或廉州前進，其餘兩個軍在後策應。 ……
（三）我四十、四十一、四十五三個軍，待程子華部及陳賡部先頭軍超出後，再行出動。擬以一個軍經道州、永明、恭城、平樂、荔浦前進；以一個軍沿湘桂路前進，以一個軍沿湘桂路以北地區前進。四十九軍三個師則準備放在第二線，沿湘桂路兩側擺開，擔任剿匪和掩護交通與籌糧。
白崇禧沒有什麼招數了，他是拿不出什麼切實可行的廣西防禦計劃的。這時，李宗仁突然從重慶來電報，邀請他去共謀大計。
飛抵重慶的第二天，白崇禧向李宗仁講：“今晚我們在這裡開個會，議一議德公和蔣的進退問題。”
當晚，李宗仁在上清寺官邸召集李漢魂、劉士毅、邱昌渭等桂係人士開會。這時程思遠從香港飛抵重慶，便參加了會議。
李宗仁問：“香港方面有什麼新情況？”
程思遠說：“聯合國首席代表蔣廷黻最近給顧孟餘寫信，邀顧共同組建中國民主黨。”
白崇禧插話：“美國政策有什麼變化嗎？”
“華府上月開了一個圓桌會議，討論對華政策，由那個負責起草《中美關係白皮書》的吉賽普主持會議，會上有兩種意見，一為承認中共新政權，以羅申格和吉賽普為代表；二為不急於承認中共政權，靜觀時態再說，以史塔生為代表。關於台灣問題，國務卿奇艾遜曾徵詢司徒雷登的意見。司徒雷登建議，繼續維持不援蔣的方針，由吳國禎替代陳誠主政，美援吳，不援蔣、陳。這就是蔣延黻要組建民主黨的背景，他是希望以民主黨取代國民黨。”
李宗仁生氣地說：“美國對蔣總裁把持的黨失去了信心，所以才有人想建新黨。但是，從目前形勢而看，美國這座靠山也是靠不住的。”
程思遠說：“還有一個情況，最近蔣總裁想復職，他將胡適邀請到台北，揣測美國對他復職可能產生的反響。”
李宗仁說：“蔣介石復職隨他的便，我堅持不'勸進'的立場。”
白崇禧說：“蔣下野以來，名義上是德公主政，實際上政出多頭，局面越搞越糟。蔣終究不會放權，這樣僵持下去，我們都會死無葬身之地。共軍打到廣西門上來了，為了三桂父老，蔣、桂之爭至此應該了結了。”
會後白崇禧與吳忠信在白公館達成了一項協議：
（一） 蔣介石復職；（二）李宗仁出國；（三）白崇禧取代閻錫山出任行政院長兼國防部長。
11月4日，吳忠信攜協議文書飛台北復命。
蔣介石看了白崇禧的方案，罵道：“白健生想當行政院長可以嘛，但是不能作為一項條件寫進協議。李宗仁也不能出國，在國外搞陰謀的人已經夠多了，就是他們敗壞了我蔣某人的名聲。”
11月5日，白崇禧在桂林召集軍事會議。
出席會議的有華中軍政長官公署副長官李品仙和夏威、參謀長徐祖貽、副參謀長賴光大、第1兵團司令黃杰、第3兵團司令徐啟明、第11兵團司令魯道源等。
李品仙、黃杰主張將部隊集結於龍州、百色，向西轉入雲南，而大多數將領則主張由雷州半島到海南島，雙方爭論了很長時間，誰也說服不了誰，最後白崇禧講道：
“共軍劉伯承部已經入川，西南早晚不保。最近共軍陳毅部進攻金門島損失慘重，說明他們不具備渡海登陸作戰的技術條件。在大陸已經沒有什麼地方是安全的了，所以我決定採納守退海南島的方案。蔣總裁經營台灣島，我們也可以經營海南島，一旦第三次世界大戰爆發，我們很快就能打回廣西老家。”
11月5日，白崇禧確定了南逃海南島的方案。為實行這一作戰目標，他又制定了首先進攻陳賡兵團的方針。令第3、第11兵團秘密南移，準備發動所謂“南路攻勢”。
海南島當時是一個幾近荒蠻的島嶼，物資匱乏，粵軍殘部逃上該島之後，使缺糧形勢進一步加劇。白崇禧部當時有20萬正規軍和10萬地方部隊，他要率部上島，首先遭到了余漢謀、薛岳的反對。
蔣介石也不同意桂系去經營海南島。否則，廣西門戶洞開，黔、滇兩省就保不住了。
11月6日，四野西路軍開始南下。國民黨內部的派系之爭，使白崇禧焦頭爛額，他的軍事戰略雖已定案，卻因粵係將領的阻撓根本實行不了。粵系的背後有蔣介石撐腰，白崇禧不得不集中精力解決蔣介石和李宗仁的矛盾。
11日，李宗仁從昆明飛抵桂林。
12日，桂系文武大員會商李代總統的進退問題。
白崇禧提出了兩個方案：
甲、桂滇黔和海南島連成一片，自成一個局面，與蔣介石對立。
乙、李宗仁出洋，西南局面交白崇禧妥籌善後。
參加會議的人就上述兩個方案議論了很長時間，認為均非良策。 “小諸葛”拿不出好辦法，其他人就更沒辦法了。
13日，繼續開會討論，李宗仁表態說：
“局勢如此緊急，不容我們在此消磨時光，別議啦！西南人心士氣已經崩潰，部隊數量、質量遠非共軍敵手。所謂'自力更生'是不足恃的，因而甲案是不現實的。我本人決心赴美治病，廣西就由健生獨力支撐。”
李宗仁準備走了。白崇禧說：“德公要出國，我們不反對，惟請求赴港前先飛海口與陳濟棠、余漢謀、薛岳話別。他們本來反對我們去海南島，現在退了一步，讓我們守雷州半島。”
萬萬沒有想到，14日蔣介石又從台北抵重慶，並致電白崇禧：
“昨聞貴陽垂危，川東吃緊，已於本日飛渝，甚望德鄰即日飛渝，策劃全局，請兄力促命駕。”李宗仁正在南寧，與舊屬話別。
白崇禧從桂林打來電話，說：“蔣總裁到了重慶，來電請德公即日赴渝會商國是。”
李宗仁說：“我不想再見到他！”
16日，李宗仁再飛海口與余漢謀、薛岳等告別。同日，蔣介石將黃杰召到重慶，令其率第1兵團馳援貴州。黃杰急電白崇禧：“總裁令職部策應貴州方面友軍之作戰，先以有力一部取捷徑向宜山、南丹急進。”
19日，白崇禧到南寧要求李宗仁暫緩出國，他說：“你還是代總統，中樞重心所寄，可否先在政治上部署一番，然後再行出國？”
“沒有這個必要。”李宗仁說，“依照憲法總統離職時可由行政院長代行職權，我到香港後當將此意電告閻百川。”
20日，李宗仁登機離開了廣西。
送走李宗仁的當天，白崇禧飛赴重慶向蔣介石報告。
當天晚上，白崇禧通過廣播電台發表講話：
本人於前（18日）奉總裁電令飛南寧，慰問李代總統病況，並促駕返渝，共商國是。奉電後，遵於昨（19日）自桂林飛抵南寧，晉謁李代總統，面報總裁意旨，代總統對總裁之慰勉，及各方人士之電促，至表感謝。惟突因胃潰瘍宿疾日漸加劇，十二指腸仍不時出血，體力難支。原擬派李主任品仙飛渝晉謁總裁，面陳一切。適本人抵邕後，李主任品仙始中止此行，由本人來渝復命……代總統已於今（20日）晨飛港就醫，臨行面囑本人代陳總裁，謂當茲艱危時會，以抱病之身，未能返渝與總裁及政府同人全體軍民共挽當前危局，殊感歉疚。
李宗仁突然出走引起人們輿論，國內外人士認為此事與蔣介石有關。蔣介石決定派居正、朱家驊等赴港“挽留”，李宗仁卻根本不買賬。
眼看著解放軍已逼近廣西了。
11月12日，林彪電令陳賡等：4兵團之14、15兩軍應立即迅速向高州前進，以配合13軍首先殲滅博白地區之敵，爾後依情況向南寧西南前進或在博白地區以4兵團全力堵擊南下之桂敵……15兵團即派一個或兩個師進至德慶，歸你們指揮，配合作戰。
白崇禧的部隊正在向南運動，四野前委根據敵情變化，立即調整了作戰部署：
西路軍一部繼續沿黔桂邊向果德、百色挺進，以切斷白部西竄雲南之路；一部向東直插廣西心臟地區，攻取柳州。
北路軍迅速南下，主力沿湘桂鐵路直取桂林，第40軍直趨梧州，策應南路軍作戰。
南路軍第4兵團主力立即向信宜、茂名地區集結，以第13軍1個師在廉江構築工事擔任阻擊；第15兵團第43軍星夜兼程秘密西進，至信宜東北集結。
桂軍主力南移，西路和北路主要是追擊戰，而南面將會在粵桂邊形成決戰。
西路軍於11月10日占領靖縣、通道，守軍第17兵團棄陣南逃。
13日克榕江、從化，殲敵保安部隊一部。隨後，第38軍繼續前進，追殲第17兵團；第39軍轉向東南，直逼柳州。
北路軍第40軍於11月15日南下，長途奔襲梧州，以加入南路軍圍殲桂軍主力的戰鬥。第41、第45軍於11月18日出發，沿湘桂路兼程南下。
第41軍先頭部隊第123師以日行120裡的速度向南推進。次日，該師一舉突破興安以北防線。桂北敵軍第14、第46、第71、第97軍等部倉皇逃竄。
解放軍長驅直入，迅猛追擊。
桂林失守。
柳州失守。
白崇禧的得力干將張淦當了俘虜。
白崇禧望著家鄉的山山水水失聲痛哭，之後便率領殘部繼續逃命。
12月14日，廣西戰役結束。
此役歷時39天，共殲敵17.29萬人，其中生俘15.69萬人，擊斃將官4人，俘將官78人，繳獲火砲1258門，槍5.3萬支，飛機1架，汽車1176輛，艦艇3艘。