四野中、西兩路大軍會戰衡寶之時，東路大軍也拉開了廣東戰役的序幕。
贛西南追擊戰役之後，廣東門戶大開。隨後，陳賡、鄧華兩個兵團進抵粵贛邊界，盤馬彎弓，蓄勢待發。
1949年9月7日，葉劍英在贛州召開作戰會議，與陳、鄧二兵團首長共同製訂了解放廣東的作戰計劃。
葉劍英曾任紅軍總參謀長和八路軍參謀長，北平和平解放後任北平軍管會主任兼市長，1949年8月被任命為中共中央華南分局第一書記、廣東軍區司令員兼政治委員。他是廣東籍，又有接管北平市的經驗，這是中央派他到廣東工作的重要原因。
會上，葉劍英傳達了中央指示，以及在武漢與林彪商討的作戰預案。經過周密研究，9月8日，葉劍英與陳賡聯名致電中央軍委和林彪、鄧子恢：
這次戰役由陳賡指揮。根據軍委和四野首長的作戰部署，以及贛州會議精神，陳賡制訂了一個具體作戰計劃，於9月29日上報軍委和林彪、鄧子恢。
陳賡計劃分兵三路向廣東進軍：
以二野第4兵團為右路軍，9月30日出發，向汝城、樂昌、仁化進擊。如敵扼守曲江、英德、翁源地區，則第14軍沿北江西岸，經英德、清遠直插三水，截斷敵西退廣西的道路；兵團主力攻占曲江，然後南下協同第15兵團殲滅英德、翁源之敵，由西面進攻廣州。如敵不守英、翁，則迅速協同第15兵團南下，進攻廣州。
以第15兵團為左路軍，10月1日出發，由翁源以東，向英德進擊，然後南下龍眼洞、車陂之線，從東北方向進攻廣州。
以兩廣縱隊、粵贛湘邊縱隊、粵中縱隊組成南路軍，進至東莞，衝破敵順德、佛山防線，截斷廣州守敵南逃退路。
10月1日，毛澤東在開國大典之前，致電陳賡等：“同意你們向廣州進攻之部署。”
次日，陳賡指揮三路大軍南下，揭開了廣東戰役之序幕。
陳賡指揮的廣東戰役，是四野南下進軍兩廣戰略中的一環，他的作戰指導思想必須服從於林彪殲滅白崇禧集團的整體意圖。林彪在四野的絕對權威，使他的部將在軍事問題上很少有人敢說“不”。而陳賡卻是個例外，他是位敢於藐視權威、斗膽直陳的將軍。
四野主力直撲湘南，白崇禧將桂係部隊收縮到衡寶一線，因而使“湘粵聯合防線”自動瓦解了。白崇禧自顧不暇，廣東的防禦只能靠余漢謀集團。
1949年初，蔣介石在下野之前，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，這是蔣介石派他回籍主持軍務的重要原因。
余漢謀回粵煞費苦心，大肆收編地方部隊和逃入廣東的殘兵敗將。此時，其麾下已有3個兵團11個軍33個師的番號，這與四野的編制幾乎一樣，但是名不副實，實際兵力只有15萬人（正規軍12萬人，地方保安部隊3萬人）。戰鬥力更是天壤之別，方天兵團是從江西逃來的，胡璉兵團是從福建逃來的，都受到過解放軍的沉重打擊。外省的軍隊是殘兵敗將，而本省的軍隊則是濫竽充數，余漢謀很清楚這些軍隊指望不得。他曾寄希望於桂軍入粵，而蔣介石從中作梗，到解放軍大兵壓境之時，余漢謀不得不築起三道防線，大搞“豆腐渣工程”。
第一道防線為曲江、始興、南雄、樂昌，由第39軍、第63軍防守。
第二道防線為英德、翁源地區，由江西逃來的第4兵團（轄第23軍、第70軍）防守。
第三道防線為花縣、從化地區，由從青島海運而來的劉安琪兵團（轄第32軍、第50軍）防守。
余漢謀擺下三道防線以保衛廣州。另外，在廣東境內還有從福建逃來的胡璉兵團（轄第10軍、第18軍），位於粵東的潮安、汕頭地區。廣東省主席兼保安總司令薛岳率第62軍、第64軍位於湛江至海南島地區。
余漢謀的意圖是抵擋一陣，然後西逃廣西與白崇禧合流，或逃往海南島。
10月2日，陳賡揮師入粵，先頭部隊以日行150裡的速度向南挺進。粵軍聞風喪膽，紛紛棄陣南逃，第一道防線形同虛設。
10月6日，右路第14軍佔領樂昌，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。
10月10日，第15軍攻占連江口車站。
此時，衡寶戰役已經全面展開，林彪鑑於中路大軍已抓住桂系主力4個師，由此判斷白崇禧必率部北返援救，這是聚殲白部於湘桂邊境的大好時機。於是林彪想改變廣東戰役計劃，調陳賡兵團入桂，參加圍殲白崇禧集團的作戰。
10月10日7時，林彪致電軍委：
毛澤東聽說抓住桂系主力4個師，並誘白部主力回援的消息，十分高興。於當日致電林彪和陳賡等：
毛澤東“完全同意”林彪的主張，是基於“我軍有在湘桂邊區殲白主力之可能”這一前提。事實上，白崇禧只是曾一度想率主力回援被圍的4個師，很快他就放棄了這種打算，要想殲白部主力於湘桂邊區是不可能的。
次日上午，林彪根據諜報網已知原擬北援的桂軍停止於東安、冷水灘、零陵之線，並未北進。在這種情況下，林彪還是主張不攻占廣州，並堅持要陳賡兵團西進入桂。為此，他以四野前委的名義於10月11日10時致電軍委：
林彪在這份長達千字的電文中，陳述了不佔廣州的理由。他的作戰意圖是先桂後粵各個擊破，用廣州這一政治經濟中心吸引粵軍，以免粵軍向廣西撤退。
林彪在致電軍委的同時，電令陳賡、鄧華兩兵團：
陳賡接到上述電報之後，心情十分不快，他站在地圖前思考了十幾分鐘，然後將葉劍英等請來開會。
葉劍英等看了電報，都將目光轉向陳賡那張漲得通紅的臉。陳賡是個樂天派，生性愛開玩笑，還喜歡搞惡作劇。大家看到這位整天嘻嘻哈哈的“老頑童”突然急紅了臉，都感到非常新鮮。
陳賡站在地圖前，發表高論：“首先，我表態堅決支持軍委和四野關於在湘贛邊殲滅白匪主力的方針。但是，對放棄進攻廣州和調我兵團入桂，本人頗有看法。我們距桂林直線距離有一千三百里，從時間上計算，不如18軍、46軍和13兵團快，這些部隊都比我們近，為什麼要捨近求遠？如果我兵團放棄廣東作戰，恐怕會兩頭失算。在廣西方面，我們來不及切斷白匪南退後路；在廣東方面，15兵團等兵力不夠，難以完成解放全省的任務。”
葉劍英等聽了上述分析，均表示贊成。陳賡繼續說：“不如先打下廣州，我兵團再立即從水路經梧州直取南寧。”
“陳賡同志的建議很好，我同意按此向軍委和四野前委上報。”葉劍英考慮問題比較全面，他怕林彪對此有看法，於是補充道，“在電報的後面加上一句，這也許是我們偏重局部的看法，如果軍委及四野前委站在全局的高度，認為應當改變廣東作戰計劃，調四兵團入桂，我們將堅決執行。”
當日21時，衡寶戰役大局已定，林彪在考慮了陳賡等人的意見之後致電軍委和陳賡等：“……在廣東敵人不與我作正面戰鬥的情況下，我們仍主張暫不奪取廣州，以免促成粵桂敵人集中。目前只以鄧華兵團留廣東打運動戰，殲滅敵之有生力量……但如敵守廣州或我軍有可能在廣州或廣州以外求得消滅敵人有生力量時，則陳、鄧兩兵團仍繼續向廣州前進，達到殲敵目的。在對粵敵企圖未判明前和我軍能否抓住敵人未證實以前，陳、鄧兩兵團目前仍繼續照原計劃向廣州前進。”
林彪和陳賡的意見分歧，使中南海菊香書屋的毛澤東也一時拿不准應該支持誰的觀點，他關注的是廣州附近的余漢謀部主力的動向，如果餘部仍作守廣州的打算，那麼陳賡兵團應該首先殲滅該敵；如果餘部不守廣州，該往何方逃竄？
10月11日午夜，毛澤東致電陳賡等：
此電發出後，毛澤東拿著放大鏡對照軍用地圖陷入長時間的思考。他最初支持林彪調第4兵團入桂的建議，是因為桂敵北援，而現在已證實桂敵並未北援。陳賡的分析是正確的，第4兵團入桂因距離太遠，是堵不住桂敵南撤的。這樣一來，白崇禧因為西南有退路，很有可能退入雲、貴兩省。四野經營的範圍是中南六省，雲貴屬二野的作戰區域，二野兵少，難以獨立解決西南和華中合流之敵。勢必要四野跟踪白部入西南，這樣一來將打亂整個戰略部署。
毛澤東一支接一支不停地抽煙，菊香書屋已是煙繚霧繞，充滿了刺鼻的煙草味。
10月12日凌晨3時，毛澤東致電林彪：
上述電文發出後，毛澤東開始處理一些緊迫的軍政事務。不久，機要秘書送來了林彪11日21時發出的電文，毛澤東看了電文再次陷入沉思。到凌晨6時，中南海的花叢中雀鳴鳥噪，他的思考終於成熟了。
林彪同志，並告葉陳方、鄧賴及劉鄧張李：
遵照毛澤東上述電文的精神，陳賡繼續揮師向廣州進軍。
左路第15兵團越過梅嶺之後，一路勢如破竹，粵軍望風南逃，10月9日，第43軍前鋒抵翁源縣。
此時，第127師偵察連捉到兩名俘虜，經審訊，得知佛岡地區有個美械裝備的第307團，約2000餘人，依仗堅固工事準備死守。
師長王東保當即將此情況上報軍部，同時命令部隊跑步向佛岡前進。這一路上就像老虎趕雞，粵軍逃散一空，沒什麼戰果。現在碰到個美械團，王師長不能不著急，怕敵人又跑掉了，他對敵人“死守”的說法不敢相信。
經過140裡的冒雨行軍，10月10日黃昏，該師趕到佛岡，發現敵人沒有撤退的跡象。
王師長帶各團幹部登上一個高地，察看敵軍陣地之後，當即下達了作戰命令：
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。
次日9時，各團紛紛報告到達指定位置，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。
王師長鑑於已完成包圍，敵人插翅難飛，於是命令各團讓戰士好好休息，解除疲勞，指揮員做好總攻前的準備，選好突破口和砲兵陣地。
連降大雨，道路泥濘，砲兵遠遠落在隊伍後面。當時該師有1個山砲營，大砲和拉炮的騾子都是美國貨，是1948年秋天在遼西會戰中從新1軍手裡繳獲的。高大的洋騾子累得直喘粗氣，砲車不時陷在泥裡動彈不得。砲兵們為了加快速度，將大砲零件卸下扛在肩上。
師指揮所設在一個山頭上，王師長舉起望遠鏡一時察看敵軍陣地，一時察看北面的公路砲兵來了沒有。敵人的工事很堅固，這一仗必須讓砲兵唱主角。
上午10時，砲兵們笨重的車隊終於出現在北面泥濘不堪的大道上。炮縱的黃登寶副師長和師砲兵營的徐營長騎著馬走在最前面。
“終於把你們盼來了！”王師長握著黃登寶的手說。
“炮縱的榴砲營來不及了，太笨重，路不好走。不過山砲營足夠敵人喝一壺的啦！”黃登寶把笑臉一抹，黑著臉對砲營的營、連乾部說，“把炮推上山，準備打仗！”
砲兵們將一門門大砲迅速推上附近的幾個山頭，然後一列縱隊從山頂排到山腳下，將一枚枚砲彈用流水作業的辦法傳遞上山。
“一切準備就緒。”胡營長向師部報告。
“攻擊開始！”王師長命令道。
大砲一齊狂轟，頓時地動山搖，敵軍陣地一片濃煙。
幾分鐘後，敵方的六零迫擊砲開始還擊，砲彈在空中尖嘯著飛來。
黃副師長大吼道：“壓制射擊，取消敵炮發言權！”
敵砲兵陣地遭到猛烈轟擊，頓時啞了。
戰鬥從下午3時開始，第127師在強大砲火的掩護下，迅速突破敵陣地，僅用兩個小時便全殲粵軍的這個美械團。
敵團長在砲火中喪生，副團長穿著女人的衣服想化裝逃跑未能得逞。此戰，斃傷敵500餘人，俘1500餘人。
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。
10月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風一樣傳遍羊城，達官顯貴們競相外逃，陳納德的航空公司生意格外興隆。
10月11日，李宗仁召集緊急會議，商議“遷都”，這是國民黨政府半年之內第二次遷都了。出席會議的有行政院長閻錫山、參謀總長顧祝同以及余漢謀、薛岳等。
“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。”李宗仁對余漢謀說，“請你指揮劉安琪兵團掩護政府機關撤離。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日離穗。”
蔣介石驚聞又要遷都，於10月12日飛抵廣州，專門來拆李宗仁的台。他要閻錫山不去重慶而飛往台灣。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，提前一周就離開了廣州。在桂林機場，白崇禧勸他不要再當“代總統”了，最好出國去治胃病。
總統府和行政院的人都跑了，叫余漢謀率部掩護，余漢謀也沒那麼老實，他貌似忠厚，實則刁猾無比。
12日晚，余漢謀在他的公館召開緊急軍事會議，正在商量將部隊拉往海南島，恰好參謀總長顧祝同來了。
余漢謀苦著臉道：“總長來得正好，我們愁得沒辦法，拿殘破不全的部隊如何抵擋虎狼之師，我看廣州保不住啊。”
顧祝同獰笑道：“用不著守啦！總裁上飛機前指示廣州部隊全部撤往海南島。你們快行動吧！”
余漢謀聽了這話如同受到大赦，當下就鋪開地圖部署撤逃。
“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！”顧祝同從公文夾裡拿出一份文件，摔在地圖上，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。重要工廠和高等院校設備運不走的要加以破壞！”
次日，廣州市一片混亂，粵軍從營房中湧出，如蝗蟲過境，掠奪公用財物，打砸廠礦、學校設備，燒倉庫，炸橋樑，到處是白色恐怖。隨後，粵軍紛紛向西南撤逃。
離廣州最近的是解放軍第43軍第128師，他們佔領花縣後，順勢奪取了仁和墟公路大橋。 10月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，現有蔣軍兩個師據守，令該師謹慎行動，不可輕敵冒進。
第128師已連續追擊了幾晝夜，十分疲勞，於是下令原地休息，同時派遣偵察隊繼續向南前進。
下午2時，偵察隊回來報告，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。該團進至太陽墟，發現有幾名搖著三角旗的學生。
“解放軍同志！”學生們高聲大喊，“國民黨的大部隊已經逃跑了，市民正準備歡迎解放大軍進城。你們快去阻止特務們的破壞活動！”
張團長聽說特務炸橋、燒倉庫，搞打砸搶，急令部隊跑步前進。
黃昏時分，部隊到達沙河。那一帶的山林裡有兩個團的國民黨軍正在隱蔽，他們看到解放軍跑步從面前經過，竟沒有一個人敢開槍。解放軍只顧往前趕路，沒發現公路兩側埋伏了2000多名敵人。直到廣州全部解放，這夥敵軍才出來投降。
第382團兵分兩路進入廣州市區：一路由中山路；一路由沿江路。張團長聽到沉重的爆炸聲不時從東南方向傳來，急令軍務股黃股長帶一個班去保護中山大學。
“同志們加油衝！敵人在搞破壞，我們早一分鐘趕到就能減輕一分損失！”
中山路兩側有很多市民搖旗歡呼，熱烈的掌聲經久不息。
中共地下組織已經佔領了廣播電台，解放軍一入城，市區大街的廣播就適時播出安民告示：“市民們！國民黨軍隊已在潰逃，解放軍已經入城……”
張團長率部衝入廣州市警察局，正在辦公的警察紛紛起立。
“報告長官同志，我是副局長，國軍逃走了，我們受市民委託繼續維護秩序。”一名中年警官朝張團長和王政委敬禮，“歡迎大軍進城！”
“好！歡迎你們協助我軍維持社會秩序。”王政委用平和而略帶命令的口氣說，“你立即通知市內所有派出所，告訴他們解放軍指揮部已到警察局，命令他們繼續履行職守，保護市民的生命財產安全，有功者獎，有過者罰！”
第3營向惠福路進軍，沒費一槍一彈就俘獲敵軍一個營，順勢佔領了李宗仁的總統府和閻錫山的行政院以及白雲機場。
第2營沿著珠江向西進軍，到沙面時發現黃沙渡口有大量敵軍正競相登船，準備逃跑。朱營長下令兵分兩路，向敵包抄。經一小時戰鬥，擊沉5艘船隻，俘敵2000餘人。
與此同時，第44軍第132師第396團也由東北郊進入市區。次日夜，解放軍佔領了市區所有重要目標。
國民黨在南京“失陷”後，半年之內第二次喪失了都城。
第14軍第40師於10月14日下午解放三水縣城，俘敵數百人。隨即與敵第21兵團第39軍第103師隔江對峙。
余漢謀指揮的3個兵團，一個是從江西逃來的，一個是從福建逃來的，都受到過解放軍的重創，名義上受餘節制，實際上既無戰鬥力，也靠不住。真正屬廣東建制的只有劉安琪的第21兵團，這是以第39軍為骨幹新組建的。第39軍曾於1948年10月船運葫蘆島加入援助錦州的侯鏡如兵團，曾在塔山與四野交過手。遼沈戰役之後又調到蚌埠參加淮海戰役，由於在包圍圈之外而得以倖存。及至杜聿明集團覆沒，該軍撤到南京時仍是一個完整的半機械化部隊。蔣軍精銳悉數被殲，該軍能安然到達南京，因而受到蔣介石的重視，老蔣在下野之前曾專門召見該軍團以上軍官。這個軍的第103師和第91師大部為貴州人，在南京政權風雨飄搖之際，他們目睹四大家族將財富紛紛轉往台灣，蔣介石將親信陳誠派往台灣當省主席，明眼人一看就知道蔣介石把台灣當成了退路。貴州老鄉們免不了聚在一起為自己的前程盤算起來。
第103師參謀長牟龍光與李濟深的秘書餘確是老朋友，於是試探通過這個關係與共產黨聯繫，商議一旦時機成熟就舉行起義。
1949年元月，第39軍調到廣東曲江（韶關）受余漢謀節制。牟龍光寫了一封信給在香港的餘確，用暗語表達了想伺機起義的意思。不久，餘確派人到韶關邀請牟龍光赴港敘談。
鶯飛草長時節，這夥貴州籍老鄉包了一艘遊艇以春遊為名密商“前程大計”。第103師師長曾元三、參謀長牟龍光，第91師師長劉體仁、副師長裘建之、參謀長龍驤參加了這次秘密會議。
在此之前，他們曾計劃以軍長王伯勳領頭率全軍起義，此時，王伯勳被調往貴州擔任第19兵團副司令。新任軍長程鵬是李彌的把兄弟，又與劉體仁矛盾甚深，大家對他心存戒心。
劉體仁提議說：“起義後，曾師長任軍長。”
曾元三尚在猶豫階段，一直不肯明確表態，最後，他說：“龍光去香港一趟，先投石問路，看民革和共產黨方面的態度，以後再作決定。”
5月中旬，牟龍光赴港見到了余確，餘說：“李濟深先生已去北平籌開政協會議。”次日，經餘確牽線，見到了中共在香港的負責人張彤。
張彤一副紳士打扮，舉止文雅，談吐不俗。雙方客套了一番，隨後轉入正題。
“39軍目前是國民黨軍裝備最好，人員也最充足的一個軍，其他都垮了。桂系還有十幾萬人，大多是淮海戰役以後擴充的，人員裝備都不如你們好。在韶關的劉棟才的第63軍也是淮海戰役之後補充起來的，沒有什麼戰鬥力。”張彤拿出一個日記本翻開給牟龍光看，說，“目前到香港接頭的部隊很多，李默庵、蔣伏生都來了，吳奇偉已經宣布起義。國民黨是打算逃到台灣避難，大陸上基本上沒什麼大仗可打啦！你來了我們很高興，我們很重視你們那個軍。”
牟龍光誠懇地說：“為國家和人民著想，我們不願再打下去了，願意投向共產黨，以早日結束戰爭，重建家園。”
“你們舉義投向人民，是件了不起的大事。”張彤合上筆記本，說，“聽說你是黃埔學生，徐向前、周士第、陳賡、林彪也是黃埔的。”
“共產黨不搞派系，只講革命不革命，這個道理我懂。”
“你們在曲江等著，待解放大軍南下與你們取得聯繫後，再一同配合解放廣州。”張彤交代道，“我們會通知地下黨與你聯繫，當然會保證你的安全。請轉告曾、劉師長等，中共竭誠歡迎他們舉義！”
牟龍光返回曲江，將詳情向劉體仁等人說了。由於曾元三還在猶豫，這次香港之行也超出了“投石問路”，所以牟龍光只說：“見了中共負責人，具體如何辦，還未決定。”
8月的一天，軍長程鵬指派曾元三乘飛機到重慶去見蔣介石，曾返回後對見蔣之事隻字不提，令牟龍光等人對他的態度摸不准。
9月下旬，解放軍南下越過大庾嶺，佔領了南雄、始興。余漢謀下令放棄曲江南撤，第39軍先是撤到英德布防，後又奉令南撤準備到湛江乘船去海南島。曾元三不想去海南島，終於定下了起義的決心。
10月13日下午，解放軍先頭部隊到達三水，與曾師隔江對峙。曾元三見時機成熟，說：“牟參謀長，你快設法與他們聯繫。”
牟龍光隨即寫了一封信，派參謀處的林松基、侯祖松連夜過江與解放軍接頭。
林、侯過江即將信面交解放軍第14軍第40師王硯泉副師長。解放軍遂停止戰鬥，於次日派兵團政治部的范子明、呂永楨隨同林、侯二人前往西南鎮。
范子明見了曾元三、牟龍光，說：“陳賡司令員早知二位愛國愛民，同情共產黨和解放軍，你們在抗戰時立過汗馬功勞，人民是不會忘記的！”
曾元三說：“謝謝陳賡將軍的誇獎。老實說，我是下決心不打仗啦！我們這個師，軍官大部為貴州人，士兵多為山東人，我不忍心把他們拖下海，遠離家鄉親人。我沒有什麼要求，算起義、投誠都行，投降共產黨又不是投降外國人。”
雙方開始正式會談。范子明說：“我們提五項要求：一、發表通電宣布起義；二、以曾師長的名義，把你師先頭第309團叫回來；三、挾住第23軍，不讓該軍通過你師陣地；四、與第91師和第147師聯繫，爭取他們一同起義；五、你師起義後渡江集結整編。”
曾元三說：“挾住第23軍一條本人不能同意。共產黨英明，政策好，我佩服。不管算投降，還是算起義，悄悄繳械就是了，誰我也不打啦！我決心當老百姓。”
牟龍光說：“挾住第23軍是革命行動……”
曾元三打斷他的話，說：“老頭子一手把我們提拔起來，我們不吃這口井裡的水，也不能往里拉屎撒尿呀！挾住第23軍這種缺德事我不干，各走各的路，我決心投降，別人投不投降我不干預。對本師也是這樣。第309團願意回來我歡迎，不願回來我也不追。”
副師長陳一匡說：“我跟第309團聯繫，試試看。”
曾元三說：“好，這個任務就交給你。”
牟龍光說：“第91師和第147師通知一下也好，試試看嘛！”
曾元三說：“第91師劉體仁和我們協商過，可以通知。第147師已經走遠了，大可不必了。”
由於意見不一，范子明決定派呂永楨渡江向第14軍首長匯報請示。
軍長李成芳了解情況後說：“挾住第23軍勢必要發生戰鬥，他們不願打，不必勉強。我們的要求只提四條：一、立即廣播起義；二、師長曾元三先行北渡到我軍部，雙方動員船隻，部隊也要北渡到西南鎮集結；三、同第91師通話，介紹我們的人去做工作；四、一定要將第309團叫回來。”
呂永楨回到曾師，將李軍長提出的要求一說，曾元三立即表示贊成。
10月16日，曾元三領銜發表通電宣布起義，隨即率部乘船過江。
第103師前衛第309團接到師部命令：“師被圍，急速回援。”於下午1時返回江邊河口鎮。此時，曾元三率主力已過江，留副師長陳一匡在江邊等候。
團長王履成見情況有異，對陳一匡說：“師長騙我們回來，結果他不要我們了，自己帶部隊過江投共軍。我們不能跟他走，請副師長帶我們去追軍部。”
陳一匡見王團長淚光閃閃，動了感情，連忙解釋道：“師長並沒有拋棄你們的意思，不然就不會叫你們回來了。共軍已攻占廣州，全國都要解放了。我們能逃到湛江、海南島，最終還是逃不掉的。去年的今天，我們還在東北，現在退到了南海邊上，大家心裡都是有數的，天下終究是共產黨的，這就是天意！為國為民也為我們自己著想，只有起義才是唯一的出路。”
王團長和他手下的營、連長聽了這番話，都表示願意過江參加起義。
第103師約5000餘人在三水起義，另外一個團曾在幾天前的佛岡戰鬥中被四野第43軍消滅，那也是廣東戰役中最激烈的一次戰鬥。
第91師撤到鶴山附近接到曾元三的電報，得知第103師已經起義。此時，解放軍粵中縱隊正在前面阻擊，先頭部隊報告：“粵中縱隊派來兩名代表要求談判。”師長劉體仁即令參謀長龍驤前去談判。
龍驤帶著一名參謀和兩名衛士到宅梧墟，粵中縱隊的關參謀從山上下來，雙方在公路上會面。
關參謀指著附近山頭說：“現在四面都是我們的隊伍，解放軍以日行200裡的行軍速度，從海邊繞到你們前面去了，通往海南島的道路已被切斷。”
龍驤察看了一下周圍的情況，知道當面之“敵”是“土共”（地方游擊部隊），並非解放軍主力。他與劉體仁、裘建之等早在年初就開始密謀起義之事，他們不願拋棄家人離開大陸。
“蔣介石已徹底垮台，你們跟他跑到台灣是沒有出路的。”關參謀說，“希望你們棄暗投明，否則你們處境危險。”
龍驤說：“你就在這裡等著，我回去同師長商量，再答复你。”
劉體仁聽了龍驤的匯報，立即召集營以上軍官開會，他首先表態：“我的意見是走第103師的路，不去海南島了。請大家發表意見。”
裘建之、龍驤等紛紛表態，表示願意追隨師長。唯有政工處長馮致遠放聲大哭，他說：“幾個土八路，怕什麼？堅決打過去，不要妥協！”
龍驤連忙將他拉到一邊，警告道：“大家都不願去海南島，要走第103師的路，你應認清形勢，莫犯眾怒，否則立刻就有生命危險。”
馮致遠一聽嚇得不敢哭鬧了。
會後，龍驤趕回宅梧墟向關參謀說：“我們同意步第103師後塵，決心起義。”
10月17日，第91師2700餘人在宅梧墟集結，接受解放軍改編。後經陳賡兵團政治部核准，確定該師為投誠。
曾元三、劉體仁的倒戈，使陳賡摸清了余漢謀主力的動向，除第63軍、第109軍逃往廣西外，其餘均向陽春、陽江方向潰逃，目的是逃往海南島。陳賡下令部隊向陽春、陽江迅猛追擊。
當日，毛澤東致電林彪並葉劍英、陳賡：
林彪接到毛澤東的上述電報，只得在讓第4兵團繼續追擊的同時又一次強調了對粵軍逃桂的擔心。 10月18日12時，林彪致電葉劍英、陳賡並毛澤東：4兵團行動，盼按照毛主席17日電執行。如能追上敵人，則繼續猛追殲敵，如確實已無追上可能時，則可勿追擊，以免粵敵主力爾後易退南寧與雲南。
當時，余漢謀殘部距二野第4兵團大約兩天行程，能否追上敵人呢？陳賡對自己的部隊很有信心，決定由李成芳統一協調指揮第14軍、第13軍、第15軍共6個師向陽江、陽春追擊。
李成芳根據各部隊所處位置，將6個師的兵力分為三路：
西路為第42師主力和第40師第120團，由三水經高要、陽春迂迴陽江西側，切斷粵敵人桂路線；
中路為第41師主力及第40師第118團，由三水經高明、恩平向陽江追擊；
東路為第43師、第44師，由佛山經鶴山、台山直插陽江南側，斷敵向海上逃跑路線；
第38師為預備隊，尾西路前進。
三路部隊按預定路線進行了連續七晝夜的強行軍。其時陰雨連綿不絕，道路泥濘不堪，丘陵地帶除了山地就是水網縱橫的稻田。這些困難大大遲滯了余漢謀殘部的行進速度，而對能吃苦耐勞的解放軍來說卻算不了什麼。後來，李成芳開玩笑道：“如果不是老天爺開恩，連日下雨，敵人可能就溜走了，應該給玉皇大帝記首功。”
速度最快的為西路，他們以日行150裡的速度向敵右翼迂迴。有的連隊兩天只做一頓飯，戰士們邊走邊吃乾糧。每天只睡兩三個小時，往往走著走著就打起了瞌睡，班長怕有人掉隊，拿出了東北時的老辦法，全班牽著一根繩子，班長在前面牽繩頭，班副在後面牽繩尾。他們順著與敵平行的路線，逐漸追上了敵人，至10月23日晚終於超過了敵先頭部隊，迎頭攔住了敵西逃之路。
次日，中、東兩路部隊亦進抵陽江地區，完成了對粵軍主力的合圍。
粵軍第21兵團司令官劉安琪發覺處境危險，他已經無法到達湛江，於是請求余漢謀派軍艦到海陵島，以便就近登船逃跑。
10月24日，劉安琪指揮粵軍向西突圍，先後發動6次攻勢，均被西路解放軍兩個團擊退。
10月25日深夜1時，李成芳將前線6個師的兵力分成東、西兩個集團，對敵實施兩面夾擊。天亮後，劉安琪調整部署，再次對白沙圩解放軍西路部隊發動新的攻勢。粵軍困獸猶鬥，一次比一次瘋狂，而解放軍陣地卻巍然屹立。 8次攻勢就像巨浪拍在礁石上，雖然聲勢嚇人，卻毫無效果。
戰至下午2時，劉安琪見向西突圍無望，遂下令向南朝海邊轉進，海邊沒有大港口，船也不會太多。他已經明白這是第21兵團的最後一個黃昏，能逃多少算多少。
李成芳令東路部隊向南推進，攻取海岸要點。劉安琪一面令到達海邊的部隊登船外逃，一面令後續部隊掩護。東路解放軍向海岸進攻的同時，以猛烈炮火封鎖海面。從25日黃昏至次日拂曉，除劉安琪率少量粵軍乘軍艦逃脫外，有近萬人被擊斃或溺斃於近海。至26日拂曉，東路解放軍完全切斷了敵南逃海上的路線，殘敵被合圍於平岡圩以北僅7平方公里的狹小地域。
三路部隊同時發起總攻，十幾支突擊隊突入敵陣迅猛穿插，將敵軍剁得七零八碎，建制大亂。戰至當日中午，被圍之敵悉數就殲，“二陽圍殲戰”落下了帷幕。二野第4兵團一舉殲滅余漢謀集團第21兵團和第4兵團等部4萬餘人。
廣東戰役歷時34天，陳賡指揮第4、第15兵團等部殲滅余漢謀集團共6.2萬餘人，其中俘4.1萬餘人，繳獲火砲714門、槍3萬餘支、汽車150餘輛，解放縣城38座。