發生過程：

一、共軍佔領錦州及長春

1948年9月12日，中共東北野戰軍南下，向北寧鐵路沿線進攻，先後佔領綏中、興城、塔山、高橋、義縣等地，切斷錦州—秦皇島之間北寧線，國軍由關內至關外的陸上通道被關閉。國軍原計劃由瀋陽空運第49軍增援錦州，僅運了第79師就因機場被炮火封鎖而停止。

9月30日國軍總司令蔣中正到北平，抽調華北（第62、第92軍）、山東（第39軍）部隊由第17兵團司令侯鏡如指揮，由錦西東進解錦州之圍，10月2日親赴瀋陽，令以瀋陽國軍主力由第9兵團司令廖耀湘指揮西進，企圖東西對進解錦州之圍，並與東北野戰軍司進行決戰，然而東北剿總總司令衛立煌對於將主力兵團由瀋陽派往錦州仍有異議。

對於國軍增援，東北野戰軍司令員林彪調整部署，以第2、3、7、8、9縱隊以及6縱第17師（該師擅長攻堅戰）附炮兵縱隊攻打錦州，以第2兵團指揮第4、11縱隊以及兩個獨立師防守塔山，第1縱隊置於塔山與錦州之間的高橋為預備隊，第5、6、10縱隊以及一個獨立師置於新民附近，攻打錦州的同時，以阻擊國軍西由錦西以及東由瀋陽來的援軍，令攻城軍不會陷入反包圍之險。10月3日開始，東北野戰軍集結25萬人攻佔了錦州所有外圍據點，東北剿總副總司令兼錦州指揮所主任范漢傑指揮的國軍第6兵團陷入包圍。

在蔣中正親自督促下，錦西、葫蘆島守軍第54軍、海運增援的第62軍及獨立第95師，在指揮官侯鏡如到達前，暫由第54軍軍長闕漢騫指揮，於10月10日發動攻勢，但攻擊受挫。11日，第17兵團司令侯鏡如到達接替指揮，因第92軍防務無法交接仍留原地僅運到了第21師。侯鏡如認為就算能派兵進入錦州也無法突破包圍，因此對蔣中正的計劃並不積極。13日，國軍調整部署再次進攻，並動用海軍重慶號巡洋艦火炮支援。至15日解放軍攻下錦州時始終被阻於塔山。而由山東海運增援的第39軍拖延到16日才到達。整個塔山阻擊戰中，國軍傷亡6千餘人。

國軍由瀋陽西進的廖耀湘第9兵團也畏懼被解放軍包圍，希望向營口撤退，於10月11日出兵攻佔東北野戰軍補給線上的彰武後，在彰武、新立屯地區徘徊，等待錦西的第17兵團東進與錦州國軍會師而遲延出擊。[彰武被占之後，共軍火速動員修建兩條新的補給道，從內蒙古進入遼寧直到阜新。

10月14日，東北野戰軍向錦州發起總攻，次日晚佔領錦州，封閉了國軍從陸上撤回關內的唯一通道。10月15日，蔣中正派遣徐州剿匪總司令部副總司令兼第二兵團司令官杜聿明為東北剿匪總司令部副總司令兼冀熱遼邊區司令官，衛立煌的戰場指揮權被取消，僅能統領在瀋陽的國軍。

與此同時，長春已遭中共東北野戰軍圍困五個多月，城內缺糧嚴重，士氣低落，百姓餓死者以萬計。遼西會戰開始後，蔣中正要求長春守軍突圍，然而長期斷糧的官兵已無力突圍，加上錦州城破的壓力，10月17日，第1兵團副司令兼第60軍軍長曾澤生與下屬第182師師長白肇學、暫編第21師師長隴耀密謀決定率部倒戈。東北剿總副總司令兼國軍第1兵團司令官鄭洞國也於10月21日率部投降，東北野戰軍佔領長春，國軍守軍第1兵團及所屬新編第7軍、第60軍等共10萬餘人全部損失。

二、共軍切斷國軍退路，殲滅第九兵團

錦州和長春的國軍被中共東北野戰軍消滅後，東北局勢對中華民國國軍已經極為不利，但蔣中正仍堅持分別由錦西和瀋陽，東西對進收復錦州。第9兵團司令官廖耀湘認為不應再繼續向錦州前進，亦不願意退回瀋陽。10月16日，廖耀湘與杜聿明達成共識，計劃先佔領黑山、大虎山，再立即向南撤往營口，或依託營口向北進攻錦州或海運回關內，東北剿總總司令衛立煌也同意第9兵團撤往營口。在說服蔣中正改變決策後，第9兵團於21日向黑山發起進攻以掩護兵團向營口撤退，並令第52軍於23日由遼陽先行進佔營口。

東北野戰軍佔領錦州以後，改變了原來攻擊錦西、葫蘆島的國軍的計劃，10月20日令第1、3、8縱隊及6縱17師為第一梯隊急行軍東進；以第2、7、9縱隊及炮兵縱隊為第二梯隊隨後跟進，企圖圍殲廖耀湘第9兵團，並以第5、6縱隊南下截斷第9兵團往瀋陽的退路，令第10縱隊在黑山、大虎山阻擊第9兵團。

由於東北野戰軍第10縱隊死守黑山、大虎山一線，廖耀湘第9兵團被拖住，無法及時佔據黑山、大虎山，掩護向營口撤退的通道。不久東北野戰軍主力趕到，對第9兵團進行合圍分割，10月25日，向營口及瀋陽的退路分別被切斷，26日，東北野戰軍發動突擊，摧毀了廖耀湘的兵團指揮部，同時新編第3軍、新編第1軍、新編第6軍的軍部也被打掉，造成整個兵團指揮中樞系統全部混亂，部隊陷入癱瘓和崩潰。至10月28日，東北野戰軍在黑山、大虎山以東，繞陽河以西範圍內殲滅了意圖逃往營口的國軍第9兵團及所屬新編第1、新編第3、新編第6、第49、第71軍5個軍12個師共約12萬人，第9兵團司令官廖耀湘被俘虜。新一軍、新六軍美式軍械裝備完全落入解放軍手中。

三、共軍佔領瀋陽，國軍全面撤守東北

10月29日起，東北野戰軍以第1、2、7、8、12縱隊包圍瀋陽；以第9縱隊進攻營口，攻擊駐紮營口的第52軍。10月30日，國軍東北剿總總司令衛立煌搭機離開瀋陽，指揮權交給第8兵團司令官周福成。11月1日，東北野戰軍第1、2、12縱隊以及8個獨立師向瀋陽市區發起總攻，次日佔領瀋陽。同日東北野戰軍攻佔營口，國軍第52軍撤退時損失三分之一，第52軍殘部從海上撤往葫蘆島。遼西會戰至此結束。

瀋陽被攻佔後，錦西、葫蘆島地區援錦作戰的國軍第17兵團在東北剿總副總司令兼冀熱遼邊區司令杜聿明的指揮下，於11月9日經海上撤向關內，次日東北野戰軍佔領錦西、葫蘆島，東北全境盡屬中共方面所掌控。

歷史影響：

遼西會戰的失敗使得中華民國政府完全喪失了戰略地位重要、資源豐富的東北地區以及大量精銳部隊，士氣遭到重挫。此戰以後，中華民國國軍與中國人民解放軍的總兵力比例逆轉，共軍在士氣及人數上均占有優勢，使國共內戰的形勢出現重大轉折。東北野戰軍也很快投入到關內戰場參與平津會戰，對戰局產生了決定性的影響。