爲殲滅白崇禧集團，第四野戰軍司令員林彪、政治委員羅榮桓遵照中共中央****毛**關於對白崇禧集團取大迂迴動作，插至敵後，先完成包圍，然後再回打的方針和部署，統一指揮第四野戰軍第12、第13、第15兵團和第二野戰軍第4兵團，分成中、西、東三路進軍華南，同時發起衡寶戰役和廣東戰役。
參加衡寶戰役的中、西兩路軍共約40萬人。中路軍以第12兵團部指揮第40、第41、第45軍組成，自長沙地區、株洲鎮南下，向衡寶地區白崇禧集團主力正面攻擊，求殲其一部，爾後進軍廣西，配合東路軍、西路軍圍殲白崇禧集團。留置湘東的第12兵團第46軍、第13兵團第49軍及暫歸第12兵團指揮的第二野戰軍第5兵團第18軍配合中路軍作戰。
西路軍以第13兵團部指揮第38、第39軍組成，由常德取道沅陵攻取芷江，爾後沿湘黔桂邊進軍桂西，切斷白崇禧集團西逃雲、貴的道路，完成右翼戰略迂迴任務。
另以第13兵團第47軍和湖北軍區獨立師留置湘西北永順、大庸以南地區，牽制宋希濂集團，保障第四野戰軍南進部隊的翼側安全，並掩護第二野戰軍主力西進四川前的集結。此外，以經湘準備入川的第二野戰軍第5兵團部指揮第16、第17軍集結於常德、邵陽一線爲預備隊，隨時準備協同中路軍作戰。
同時，以第4、第15兵團和兩廣縱隊組成東路軍，發起廣東戰役，殲滅餘漢謀集團，封閉白崇禧集團的海上退路，並由第4兵團插向廣東西部、廣西南部，完成左翼戰略迂迴任務。
9月7日，中共中央華南分局第一書記葉劍英和陳賡在江西贛州主持召開作戰會議，作出分3路挺進廣東的部署:右路第4兵團部率第13、第14、第15軍先奪取曲江，爾後主力沿北江西側和粵漢鐵路南下，一部出三水，從西及西北面合圍廣州;中路第15兵團部率第43、第44軍先佔領翁源，爾後主力經佛岡、從化、花縣直插廣州，一部出增城，截斷廣九鐵路(廣州一**九龍)，從東及東北面合圍廣州;走路兩廣縱隊和粵贛湘邊縱隊阻部分兵力切斷廣州與潮汕國民黨軍的聯繫，主力沿東江兩岸進至虎門地區，從南面臺圍廣州。
參戰部隊於9月底進至粵贛湘邊境地區集結。10月2日廣州戰役開始。
第4兵團3個軍合擊曲扛，守軍慌忙南撤。第4兵團7日佔領曲江後，主力即向廣州追擊，9日攻佔英德。第15兵團2個軍分別從江西南康、信豐向廣州推進，6日佔領翁源，9日進至新豐。同日，兩廣縱隊與粵贛湘邊縱隊沿龍川、河源、惠州向廣州以南挺進。
此時，餘漢謀急忙將南撤的第39軍配置於佛岡、源潭地區，與位於從化地區的第50軍和位於增城地區的第109車一起，在廣州以北和東北100餘公里的正面上，重新部署保衛廣州的“最後防線”。
人民解放軍向國民黨軍屣開猛烈進擊。11日，第15軍攻佔連旺口，第43軍攻佔佛崗，12日，第44軍佔領從化。13日，第14軍佔領清遠，第15軍佔領源潭，第43軍佔領花縣，第44軍佔領增城。
至此，餘漢謀集團的4最後防線"全面崩潰，國民黨**倉皇撤逃重慶。餘漢謀集團一部乘船從珠江口撤往海南島，大部向粵西請退。
14日，人民解放軍第15兵團佔領廣州。在人民解放軍從北面和東北面逼近廣州時，中共中央****毛**於10月12日電示:不使廣州敵向廣西集中。
據此，第4兵團當即決定不停留地跟蹤追擊西逃的國民黨軍。16日，第14軍佔領三水，第15軍佔領佛山。16日，第14軍佔領四會、高要。
17日，陳賡獲悉國民黨軍除第63、第109軍已西逃粵桂邊境外，第13、第21兵團及第39軍向陽江方向潰逃，即令第14軍3個師、第15軍2個師和第13軍1個師分3路向陽江方向追擊。
西路由高要經新興迂迴至陽江西側;東路由佛山經鶴山、台山直插陽江;中路明、恩平直逼陽江。要求各匍5隊在粵中縱隊配合下，大膽、高速地平行追擊和超越追擊，從撤逃的國民黨軍兩翼前出，斷其退路，達成臺圍。
同時，令第13軍主力向茂名(今高州)前進。第4兵岡指戰員爲追上相距100公里以外的國民黨軍，不顧疲勞，晝夜兼程，途中殲第13兵團部、第39、第70軍各一部及暫編第3縱隊全部，迫使第39軍第91、第103師和保安第3、第4師投誠。
至24日，將第21兵團部和第23、第50、第70軍及第39軍殘部等共約4萬人包圍於陽江地區。
25日，國民黨軍多次沿陽江至電白公路向雷州半島突圍未逞，被壓縮在陽江西南之白沙圩軍平岡圩東西約5公里、南北約10公里的狹小地域內。
26日拂曉，第4兵團發起攻擊，戰至12時，全殲被圍的國民黨軍，取得陽江圍殲戰的勝利。在此期間，駐守旺門的國民黨軍第4進防聯合艦隊500餘人並艦艇11艘起義;潮汕地區國民黨軍第12兵團乘船從海上向金門和臺灣撤退。閩粵贛邊縱隊解放汕頭市。
至11月4日，第13車在粵硅邊縱隊配合下佔領羅定、茂名、倍宦、廉江等地，封閉丁白崇禧集團由廣西向雷州半島和海南島撤退的道路。
轉回到華中戰場，10月8日，中路軍各部向白崇禧集團壓縮攻擊。第46軍佔領耒陽和衡陽，第49軍佔領新化。
9日，將白崇禧集團第7軍軍部及其所屬第171、第172師和歸其臨時指揮的第48軍第138、第176師等4個精銳師合圍於祁陽以北白地市、黃土鋪地區。
10日，集中第46、第41、第45、第49軍從東、北、西三面展開向心攻擊，激戰至11日上午，將其4個精銳師基本殲滅(僅第138師師部率1個團逃跑)，解放新寧、寶慶、隆回等湘南廣大地區。
西路軍於10日攻佔武岡，13日在石下江地區圍殲由寶慶西逃的白崇禧集團第14軍第62師。
留在湘西北的第四野戰軍第47軍等部，於14日發起湘西戰役，進攻宋希濂集團第122軍，16日俘其軍長張紹勳以下5100餘人，解放大庸、桑植兩縣，使湘西全部解放。此時，白崇禧集團大部已逃至廣西。中路軍於祁陽地區停止前進。
衡寶戰役，共圍殲白崇禧精銳主力第七軍和第四十八軍大部，與此同時，西路軍主力在右下江殲滅敵六十二師。
桂軍此次雖然逃脫了全軍覆滅的厄運，但桂軍精銳共四個師全被“包了餃子”，白崇禧捱了林彪一記悶棍。廣東戰役共殲餘漢謀部6萬多人，爲解放廣西、殲滅白崇禧集團創造了有利條件。