杜聿明在調兵，準備在山海關打響第一仗。我軍也在調兵，也準備在山海關迎接第一仗。
還在林彪到東北以前，以彭真為首的東北局一到瀋陽，就在一片忙碌中做了即將開戰的準備，中央軍委也在密切注視著局勢的變化。早在10月4日，毛澤東就電告羅榮桓等：“戰爭中心將轉入東北，必有一場惡戰。”10月16日，毛澤東又在給彭真的電報中指出：
蔣軍隊從秦皇島登陸，向山海關、錦州攻擊前進是必然的。除令在途各部兼程急進，膠東方面星夜海運，並令林彪急至瀋陽助你指揮作戰外，望你就現有力量加強訓練，並動員民眾堅決阻止登陸，爭取時間。
與此同時，中共中央致電斯大林，要求蘇軍推遲撤退，並拒絕國民黨軍隊進入東北。蘇聯方面同意給予支持（這也就是杜聿明與馬林諾夫斯基談不成的原因）。中央還有一個措施，就是催促林彪盡快到東北主持軍事，指揮部隊和敵人作戰。
林彪是10月29日到達瀋陽的。他不可能有任何休息，必須立即趕赴錦州。因為，山海關馬上就要打仗了。
10月30日，國民黨軍的十三軍在美軍配合下開始向我守軍進犯。 11月4日，派人向我守軍發出最後通牒，要我軍退出山海關，被我軍嚴詞拒絕。第二天，十三軍在軍長石覺的指揮下，向我發起了全線進攻。
這時，我軍守衛山海關一線的，是由冀熱遼最早入關的李運昌部。
戰鬥打響後，楊國夫率他的第七師趕來增援。
我軍在山海關和國民黨軍初次交手後，國民黨軍退回了秦皇島。 11月15日，杜聿明親自上陣督戰，用十三軍的三個師擔任主攻，五十二軍的二十五師作迂迴，一下子壓上來四個師。由於李運昌部是在進入東北之後才擴軍組成的（從入關時的一萬人在兩個月中發展到十幾萬人），戰鬥力不強，在敵人火力下一沖就散，擔子主要落在剛從山東過來，還未得到任何休整和補給的第七師7000人馬身上。在敵人兩個軍的壓力下，在敵眾我寡的情況下，為了不被敵人包圍，楊國夫於16日主動撤離了山海關。敵軍的十三軍和五十二軍全部進入了山海關。緊接著，又向前佔據了綏中。再向前，就是興城了。
林彪是在興城見到楊國夫撤下來的部隊的。他見該部極為疲憊，給養太差，很多戰士連鞋子爛了都沒有換的，是赤著腳在打仗行軍（這種情況在當時到東北的部隊中相當普遍。因為在出發前，很多部隊都聽到一種情況介紹，說東北到處都可以接收到日本人的各種物資，日本人的倉庫可以由中國軍隊打開自取。為了進軍的速度，各部隊大多是輕裝，未帶補給品，有的部隊甚至把槍都留了下來，徒手趕往東北。到了東北之後才知道，東北並不是處處都可以得到補給的）。林彪立即命令楊國夫部撤到後方休整。
在仔細了解了部隊情況和敵方情況之後，林彪認為目前我軍尚不宜與敵人正面作戰。原因很簡單，各部隊都是急速趕到東北，不僅人馬困乏，水土不服（特別是南方人吃不慣東北的高粱米），而且是人生地不熟，很難從地方得到給養，各部之間的通信聯絡還無法進行（當時連林彪的電台都無法與各部聯絡，只得請軍委從中轉達）。為了不被敵人各個擊破，林彪向軍委上報了他的意見，暫停軍委原來打算在錦州一帶向入侵之敵進行反攻的部署。雖然這時黃克誠已率原新四軍第三師星夜趕來，但由於無法與林彪聯絡，二人相距只有10公里卻不知道。第三師是從河北玉田出發步行前來的，連日秋雨，部隊疲勞已極，又無法得到給養，單是因病減員就有4000多人。所以黃克誠也給中央發報，報告了所遇到的困難，建議我軍暫不參加主力作戰，先行短期休整。
中央根據東北的具體情況，同意了林彪和黃克誠的意見。解放軍決定放棄錦州以及以北兩三百里的一片地區。
在我軍停止阻擊的情況下，杜聿明連續佔領了興城、錦西、葫蘆島、錦州。但由於我軍是主動撤退，故而部隊未受什麼損失。