1945年8月8日，前蘇聯政府對日宣戰，出兵遠東。從東、北、西三路攻入中國境內，日本關東軍全線崩潰。西路後貝加爾方面軍第十七集團軍(3個師)和五十三集團軍(3個軍)越過蒙古人民共和國，經昭烏達盟、哲里木盟進入遼西地區，18日至31日，解放了赤峰、朝陽、凌源、葉柏壽、北票等城鎮。第十七集團軍主力集結於平泉、凌源、葉柏壽地區，並向山海關方向派出偵察、先遣支隊，切斷了關內外的聯繫。 第五十三集團軍經農乃廟、林東到奈曼、寶國吐到北票，並向朝陽、錦州地區派出了先遣偵察支隊，8月31日，集團軍主力集結於朝陽、北票、阜新、開魯地區。為配合蘇軍作戰，第十八集團軍朱德總司令於10日發布了第一號命令，令各解放區部隊舉行大反攻，消滅日偽軍，收復失地，派部隊挺進熱河(舊省名，今河北省東北部、遼寧省西南、內蒙古自治區東南部，1955年撤銷)、東北。冀熱遼軍區李運昌部第十六軍分區部隊在曾克林、唐凱的率領下，29日到達山海關時，由於有日偽軍守衛，冒雨繞道九門口，直插綏中縣前所車站，殲滅了偽軍400餘人，切斷了山海關與綏中的聯繫，在遼西走廊上站住了腳。

30日上午，由建昌而來的蘇軍第十七集團軍先遣支隊與十六軍分區部隊會師，商定回攻山海關，12時，事先派參謀董佔林和1名蘇軍上尉，去山海關日軍司令部，以中國八路軍司令官代表和前蘇聯紅軍司令代表的名義向日軍發出通牒，限令日偽軍於本日14時，“率部於山海關火車站無條件的向中蘇軍隊投降”，日軍藉口山海關不歸“滿洲國”管轄，拒絕投降。 17時，冀熱遼軍區十六軍分區第十二團、十八團配合蘇軍向山海關發起了進攻，激戰兩個小時，佔領了山海關，俘日軍250多人，偽軍1500人，打通了關內外的交通，使華北與東北解放區連成一片，為挺進東北的部隊開闢了通路。 9月3日，曾克林、唐凱率部向錦州、瀋陽疾進，沿途收復了綏中、興城、錦西，解除了偽滿兩個旅的武裝。

4日，乘火車到達錦州，在蘇軍的配合下，殲滅了北大營的日偽混合旅5000餘人，接管了錦州。十八團留500人駐守錦州，組建了錦州衛戍司令部，十二團繼續北上，5日晨，乘火車抵達瀋陽。十八團在遼西地區，先擴編為3個營，再擴為6個團5個直屬營，即六十四團駐阜新、彰武，六十五團駐綏中、興城、錦西，六十六團駐北鎮、黑山、盤山、台安，六十七團駐北票、朝陽，六十八團駐阜新，六十九團駐錦州，兵力達1．5萬人，奉命編為東北人民自治軍二十二旅，同時，各地還組建了縣大隊(支隊)，每個大隊約700人左右，地方武裝共達8000餘人。經過兩個多月的除霸剿匪、建立地方政權，完全控制了遼西地區的局面。 與此同時，國民黨也在設法搶占東北，蔣介石以舉行“重慶談判”為名，爭取時間，調動部隊。 8月30日，蔣介石組成軍事委員長東北行轅，任命熊式輝為主任。 10月18日，將原昆明防守司令部改編為東北保安司令長官部，杜聿明為司令長官，首先空運兩個軍到平津地區，同時海運部隊，準備在東北登陸，將登陸地點開始選在營口，派人前去聯繫時，發現蘇軍已經撤離，被東北人民自治軍控制，又想改在葫蘆島，遭到錦州蘇軍和冀熱遼軍區的警告阻止，為不引起對蘇軍作戰的危險，經與美軍協商，把登陸地點改在了秦皇島，10月底，國民黨軍十三軍和五十二軍共7萬人，海運秦皇島港上岸，擬向山海關進攻。

當時，山海關駐有冀熱遼軍區十九旅兩個團(在冀東地區新組建)，從遼西調來的二十二旅六十四團，11月3日，山東軍區七師趕到，守衛山海關的總兵力達1．1萬人，由七師師長楊國夫任總指揮，十九旅旅長張鶴鳴為副總指揮。國民黨軍集結調整後，經過一周的試探性進攻，發現山海關守軍兵力不大，11月15日，杜聿明指揮5個師，在飛機砲火的掩護下發起全面進攻，以主力十三軍四師、八十九師從正面攻擊，以十三軍五十四師向九門口進攻，五十二軍二十五師從義院口實施側後迂迴，戰至16日，五十四師佔九門口。由於兵力不足，奉中共中央軍委的命令，山海關守軍主動撤出戰鬥，節節阻擊北退，國民黨軍攻占了山海關，打開了進攻東北的大門。 18日，國民黨十三軍前衛團佔領了綏中，沿沈(陽)山(海關)公路乘汽車跟踪追擊，山東七師和二十二旅六十四團，交替掩護，頑強阻擊，六十五團也趕至興城、首山一線，掩護部隊後撤，在此六十五團二營與六十四團奮戰一晝夜，經頑強抗擊，殲滅國民黨軍800人，但我軍傷亡也很大，奉命撤出戰鬥，轉向錦州西南的女兒河、小嶺子地區，在小嶺子機場，炸毀了繳獲日軍的20多架飛機。

22日，國民黨軍進至錦西、葫蘆島，向錦州發起了進攻，其十三軍主力沿公路北上，八十九師越過大小虹螺山沿錦州的西南迂迴北上。東北人民自治軍視當時的態勢，於25日撤出了錦州，中共遼西地方黨政機關、地方武裝向朝陽、阜新農村轉移，已到達錦州地區的各部隊分別撤至義縣、黑山、北鎮等地休整，11月26日，錦州被國民黨軍佔領。 多年後蔣介石在《蔣總統秘錄》中寫道：假定說登陸地點是營口，則到達東三省心臟部位的瀋陽只有150公里平原路程，可是由秦皇島前往，則有3倍於營口距離，而且自秦皇島至錦州之間約200公里的海岸線，是從熱河綿亙而來的山脈陡然入海，形成天然隘路。 大軍投入這個地帶，集中作戰與展開都不可能。從戰略的觀點來看，是易守難攻的地形。然而由關內循路向東北推進，卻只有通過這個山海之間的關山難越的惟一走廊。雖然只前進200公里，但差不多就耗費了一個多月的作戰時間，時間損失太大了。

11月27日，出關的八路軍山東軍區第一師(簡稱山東一師)、華中新四軍三師一部向高橋的國民黨軍進行了一次反擊，未獲得成效。 12月8日，山東一師和三師七旅在錦州北上齊台，向國民黨十三軍八十九師發動了進攻，斃傷國民黨軍數十人，但七旅有一定傷亡。 12月23日，國民黨軍經過調整，兵分兩路繼續北上、西進，其五十二軍(欠一九五師)向瀋陽方向發展進攻；十三軍及五十二軍一九五師向義縣、阜新、朝陽、凌源方向推進，至1946年1月12日，佔領了遼西大部地區，十三軍主力即向承德發展。 1946年5月，四平戰役後，為配合北滿的作戰，冀熱遼軍區進行了“熱河戰役”，以收復失地，冀熱遼軍區三十旅殲滅了平莊的國民黨十三軍一六二團，熱遼軍分區部隊對北票的國民黨十三軍八十九師工兵營和地方保安部隊發起了進攻，攻克部分據點，殲其一部，因其援軍趕到，撤出了戰鬥。同時破襲鐵路交通線，錦(州)承(德)線被徹底破壞23公里，53天不能通車，將葉(柏壽)赤(峰)線高大門至乃林段破壞，北寧線山海關至綏中段沿線車站被攻占，殲國民黨軍近兩個連，破壞橋樑18座。

“熱河戰役”迫使國民黨軍從關內調兵增援，6月，國民黨九十三軍到達錦州地區後，協同地方武裝部隊先後4次向熱東地區(今錦州及朝陽大凌河以南地區)進行“掃蕩”，在寬邦、藥王廟、明水塘門、和尚房子、山咀子等地，同熱東軍分區部隊發生多次戰鬥，8月，接替十三軍在遼西地區的防務。 1947年夏，陳誠到東北，提出“確保北寧線，打通錦承路”的方針，9月，當冀察熱遼軍區部隊準備破襲北寧線(北京至瀋陽)時，陳誠令國民黨軍向北寧路以西熱東地區進犯，確保北寧路安全。國民黨九十三軍暫二十二師(欠三團)出錦州經虹螺蜆向新台邊門出擊；暫五十師一、二團從綏中進至梨樹溝以南三道溝、大小白石水一帶。東北民主聯軍抓住戰機，決心集中八、九縱隊和熱河獨立師將其各個殲滅。

13日，八縱隊和冀察熱遼軍區獨立一師，分別從赤峰和凌源到達藥王廟；六家子地區，二十三師六十八團進至新台邊門西南上、下富爾溝地區，割斷兩路國民黨軍的聯繫、阻止從新台邊門向梨樹溝門增援。熱河獨立一師佯攻新台邊門暫二十二師，進行箝制。 14日，八縱隊二十四師、二十二師六十六團及熱東軍分區部隊向三道溝、大小白石水攻擊時，發現國民黨暫五十師已進至梨樹溝門，隨即跟踪發起攻擊，戰至黃昏，將暫五十師大部及一部分地主武裝“清剿隊”共3000餘人殲滅，東北民主聯軍取得了梨樹溝門戰鬥的勝利。 15日，進至新台邊門的暫二十二師得知暫五十師被殲，退縮到楊杖子建立據點，八縱隊二十三師主力、冀察熱遼軍區獨立一師跟踪追擊至楊杖子，奮戰徹夜，奪佔了毛祁屯、楊杖子以西一線陣地，16日14時，經炮火準備之後，各部隊向楊杖子發起了總攻，二十三師攻占了楊杖子西南的上、下付兒溝，直逼毛祁屯暫二十二師師部，國民黨軍出動了一個團的兵力反擊，被擊潰。東北民主聯軍二十二師六十四團攻占子楊杖子東北山後，向毛祁屯北山攻擊，六十五團佔領了黑魚溝北山，向楊杖子東北的白楊木溝、東南的高和尚溝迂迴，獨立一師攻入楊杖子街內，經奮力攻擊，暫二十二師全線潰敗，一部東逃，被熱東軍分區部隊堵擊，一部奪路逃向西南方向，被八縱隊阻援的部隊殲滅。第一次楊杖子戰鬥，俘國民黨暫二十二師少將副師長蘇景泰、少將參謀長寧堅以下2560人，斃傷1000人。

在楊杖子激戰時，陳誠又令四十九軍軍長王鐵漢帶七十九師、一○五師共4個團的兵力，從錦州經虹螺蜆前去增援。東北民主聯軍總部決定，讓開江家屯至新台邊門大路，誘四十九軍進至新台邊門附近，予以殲滅。 18日，八縱隊至新台邊門、冫工家屯以西待機，九縱隊速由冀東北上向八縱隊靠攏。此時，四十九軍進至鋼屯，行動十分謹慎，直到20日才全部進入楊杖子、毛祁屯地區，加修工事。 八縱統一指揮各部隊作出了部署：八縱二十三師擔任主攻，在上、下黑魚溝一線展開，由北向南攻擊；二十二師在上、下付兒溝以西地區展開，從西向東攻擊；獨立一師位於王家屯、石灰窯子南山一線，堵住東逃去路，適時向西側的毛祁屯方向突擊；二十四師為總預備隊，集結於上、下中蘭溝附近，其七十一團北上大虹螺山一線阻援。

九縱隊二十六師、熱東軍分區部隊進至楊杖子東蜂蜜溝、烏雲山(今423高地)、孫家溝一線，阻擊錦西、興城方向的來援，二十五師進占楊杖子以南郭家屯、舊門地區，截擊潰兵南逃。 21日，各部隊對四十九軍實施了包圍，經戰鬥奪取了前進陣地，黃昏後，二十三師攻占了楊杖子北制高點323高地，二十二師也佔領了附近的高地，一部突入街內，獨立一師攻占了指定位置。 22日晨，國民黨又派四十九軍二十六師由錦州經虹螺艦向楊杖子增援，被二十四師七十一團阻於鋼屯附近；國民黨暫二十二師三團、暫六十師分別從錦西、興城出援，被九縱隊二十六師阻擊於烏雲山地區。 10時，八縱隊對楊杖子守軍發起總攻，戰至13時，總預備隊二十四師加入戰鬥，國民黨軍全線動搖，被壓縮在毛祁屯附近的狹小地區，黃昏後，國民黨四十九軍被擊潰，大部向舊門方向逃跑，九縱隊二十五師正面堵擊，八縱隊從後面追擊，將其殲滅，另一部東逃，被熱東軍分區部隊堵擊。

戰至23日12時，取得了第二次楊杖子戰鬥的勝利，除四十九軍軍長王鐵漢帶200餘人外逃，其餘1.2萬人全部被殲。梨樹溝門和兩次楊杖子戰鬥，被稱為“遼西三戰三捷”，它是東北民主聯軍在遼西地區進行的一次成功的運動戰。 楊杖子戰鬥後，陳誠更加認為北寧線十分不穩定，於是又調新六軍等部南下，鞏固交通，防守兩錦地區。第八、九縱隊、獨立一師及熱東軍分區部隊，乘勢在北寧線興(城)榆(關)段展開破擊戰，28日，連續奮戰兩晝夜，攻克了沿線除綏中外的10餘個車站據點，殲國民黨軍近千人。 在冀東、熱東地區民兵、群眾的協助下，將該段鐵路“大翻身”，燒毀枕木，挖掉路基一部，並炸毀沿線的大小橋樑。內蒙古騎兵第一師及騎兵十五團破襲了北寧線上白旗堡33孔鐵路橋和中腰堡鐵路橋，並阻擊了新民來援的國民黨七十一軍九十一師部隊。 10月2日，國民黨軍派工程部隊前來搶修鐵路橋，東北民主聯軍總部令“徹底破壞北寧路大虎山至繞陽河段鐵路，使其不能修復”，4日，內蒙古騎兵一師四十二團同騎兵十五團分別在袁家窩棚、勵家窩棚以東同時展開破路，國民黨軍發現後派出數架飛機在空中掃射，破路部隊組織了對空射擊，並同守備部隊展開激戰，一夜之間強行破路7公里，毀壞鐵軌，火燒枕木，使北寧線交通全部癱瘓，給了陳誠當頭一棒。有人諷刺道：“陳誠真能幹，火車南站跑北站”(指瀋陽市內的車站)。 由於秋季攻勢的開展，國民黨又從關內抽調部隊增援東北，八、九縱隊、獨立一師及冀察熱遼軍區部隊，又相繼進行了鐵路破擊戰，以阻止國民黨軍北調。 10月8日至12日，八縱二十三師、獨立一師破壞了錦(州)興(城)段鐵路，將羊圈子至營盤段鐵路大都翻燒，攻占了高橋車站。二十二師、二十四師控制了錦州以西據點，二十四師在白廟子殲國民黨四十九軍二十六師一個營，並襲擊了錦州機場。九縱隊將營盤至興城段鐵路拆毀一段，並攻克了營盤、韓家溝兩個車站。 12日，剛進入東北的國民黨軍暫三軍、九十二軍二十一師、九十四軍四十三師、十三軍五十四師向興城方向運動，冀察熱遼軍區部隊撤出錦興鐵路段，北上轉圍義縣，破擊錦義(縣)鐵路。與此同時，七縱隊二十師、騎兵一師、騎兵十五團於12日對大虎山發起攻擊，國民黨軍在飛機的支援下，頑強抗擊，後經查明，國民黨九十四軍四十三師一部、新六軍1個團已於前一日進至大虎山，使守軍兵力大增，於是，攻城部隊被迫撤出戰鬥。 14日，國民黨五十三軍、暫三軍到達了大虎山、黑山地區，企圖與新民之國民黨九十三軍暫二十二師相配合，打通北寧路。 15日，冀察熱遼軍區前方指揮所決定，再次對錦(州)義(縣)鐵路進行破襲。九縱隊進至田家屯、班吉塔、沈家台一帶集結阻援。 16日，八縱隊二十四師、獨立一師將薛家至泥河子間鐵路大翻燒，炸毀橋樑7座，攻克了薛家屯、上齊台、泥河子等車站。八縱隊主力進至義縣西南城郊，準備殲滅城內守軍九十三軍軍部及一個團，此時，國民黨軍暫三軍一部、九十四軍四十三師、九十二軍二十一師到達錦州，故放棄了攻殲計劃，轉向義縣西進行破襲。 18日，八縱隊用兩天時間將義縣至金岭寺段鐵路破壞，攻克了周家屯、上園、南嶺、金岭寺等車站，殲滅國民黨軍一部，使錦承鐵路陷於癱瘓。 20日，東北民主聯軍圍攻北票，意在圍點打援，28日，九十二軍軍長侯鏡如出義縣，率九十二軍二十一師、九十四軍四十三師前去增援，在九關台門被八縱隊、九縱隊、騎兵師、獨立一師阻擊，一部被追殲。 11月4日，冀察熱遼軍區騎兵師在錦縣餘積屯，殲滅了擔任護路任務的國民黨軍一七四師於大川部(偽稱，實為熱河地方武裝團隊)1000餘人。 1947年的秋季攻勢中，東北民主聯軍八縱隊、九縱隊及冀察熱遼軍區部隊，在錦州及遼西地區連續展開殲滅戰、破擊戰，迫使東北國民黨軍調動主力部隊及關內的部隊進至遼西地區，有力地配合了整個東北戰場和晉察冀地區的作戰，得到了東北民主聯軍總部的通電錶揚。