正当蒋介石想在东北杀一个回马枪，然后抽身撤出时，毛泽东也作出了歼灭廖耀湘兵团、攻取沈阳并防敌从营口撤退的周密部署。
10月19日，毛泽东曾指出，“如蒋介石仍不变更锦、葫、沈阳两路向你们寻战的方针，那就是很有利的。在此种情形下，你们采取诱敌深入，大打歼灭战的方针，甚为正确”。
20日毛泽东又指出：“你们行动方针已有电示，即不打锦、葫而打廖耀湘。我们完全同意你们建议，如廖兵团继进，则等敌再进一步进攻之。一经发觉敌不再进，或有退沈阳营口的象征时，则立即包围彰武、新立屯两处敌人，以各个击破为方法，以全歼廖兵团为目的，望即本此方针，即刻动手部署，鼓励全军达成任务。”
林彪立即定下歼灭廖耀湘西进兵团的决心，令十纵并指挥一纵三师、内蒙骑兵师进至黑山、大虎山一线，组织坚守防御，阻敌南逃再占锦州；六纵(缺十七师)、五纵进至黑山东北厉家窝棚、姚家窝棚、二道岗子、郑家窝棚一线，切断西进兵团向沈阳的退路；主力一纵(缺三师)、二纵、三纵(加六纵十七师)、七纵、八纵、九纵及炮纵，由锦州地区挥师北上，分头向辽西急进。
林彪的打法是拦住先头，截断后尾，夹击中间，分割穿插，全歼西进兵团。
同日，林彪、罗荣桓、刘亚楼、谭政颁布了《全歼东北国民党军的政治动员令》，指出：东北局势已发生了新的重大变化，我应趁敌连遭惨败，极端恐慌混乱，企图实行东北总撤退的时机，连续作战，全歼东北之敌。首先抓住沈阳出来的廖耀湘兵团，与敌决一死战。此战我有绝对胜利的把握，我军必须有连续打胜仗的决心，一口吃掉东北国民党军，解放全东北。
林彪还明确指出：这次大会战决胜的关键，在于是否能切断新立屯、彰武之敌的退路；五纵、六纵、十纵的动作，切不可稍有疏忽和犹豫，要准备冒险、坚决行动采取阻击先头、拖住后尾、夹击中间，不能让敌人逃走。
十纵司令员梁兴初收到“野司”急电：“长春十万敌军起义投降，锦州十万敌军被歼。沈阳陷于孤立，廖耀湘兵团有企图向锦州突围，与锦西北上之敌会合，妄想夺路逃回关内。令你们即返黑山、大虎山，选择阵地，构筑工事，顽强死守，阻击敌人，掩护主力到达后，聚歼前进之敌。”
黑山、大虎山，北临高达千余米的医巫闾山脉，南接连绵90余公里的沼泽地区！北宁和大郑两条铁路、公路从这20里宽的狭长丘陵地带直穿关内。这宽仅20公里的狭长地区，是沈阳通往锦州的惟一走廊，是敌人大兵团行动的必经之路。
梁兴初把师长、政委们找来说：“要想打好这一仗，不咬咬牙是不行的！现在野司首长在看着我们，各兄弟部队也在看着我们。打好了，不仅是标志着东北的全部解放，更重要的是蒋介石的又一个‘十万主力军’被我们从他的军簿上一笔勾销；打坏了，十万大敌就将逃入关内，对我们整个解放战争，又将意味着什么呢？那只能说，我们对人民犯下了滔天大罪！大家看，我们现在就站在这样严重的任务面前，我们对待自己，难道还能有其他第二个要求么？没有了！要求只能是一个，那就是：只准打好，不准打坏！”各师相继进入阵地。纵队周赤萍政委前往大虎山观察三十师防御阵地。梁兴初带作战科长到二十八师。
二十八师担任黑山区防御，西侧是大白台子，东侧是高家屯，为一长达3000米的丘陵地带。丘陵地带突出部是其主要阵地——101高地，形势险要。梁兴初登上“101”高地，未预料到竟是一座寸草不生的石头山。战士们艰难地挖着、刨着，费尽九牛二虎之力，仍是一镐一个白点。梁兴初和贺庆积师长研究决定，集中全力做好表面工事，用大量土袋、铁轨，首先修成地面火力点，然后再挖凿散兵坑，加强阵地的副防御。
锦州失守，廖耀湘的辽西兵团成了孤悬于沈阳、锦州的无根浮萍。廖耀湘心慌意乱。如不救出辽西兵团，可能被解放军分割包围，全军覆灭；但辽西兵团“再退回沈阳”，是慢性的自杀，最后只能如长春一样。廖耀湘决定由新立屯兵团主力现在地区经黑山、大虎山以东和以南向大洼、营口撤退。
杜聿明、卫立煌都主张退沈阳。廖耀湘急不可耐，19日晚直接打电报给蒋介石，坚决要求经黑山、大虎山直退营口。20日晚卫立煌由平回沈后，立即打电话给廖耀湘，说蒋介石最后采取退营口的方案，要廖按原定的计划立即攻击黑山。
廖耀湘令第七十一军军长向凤武于10月21日拂晓开始攻击黑山。
攻击黑山的部署是这样的：第二○七师的第三旅在兵团直属重炮掩护下，从胡家窝棚(黑山以东通沈阳公路上一个村庄)由东向西从正面攻击黑山；以第七十一军的两个师为攻击黑山的主力，由北向南从黑山以北侧击并包围黑山。
廖耀湘原以为黑山会很容易得手，没想到林彪早已在这里埋伏了一员猛将。
国民党军以两个整营的兵力，向十纵八十二团七连守卫的前哨阵地尖山子发起进攻。七连在连续击退敌人五次冲击后，坚持到黄昏，子弹、手榴弹全部打光，最后用石头击退敌人，后撤出尖山子阵地。
林彪给梁兴初发来电令：“盼你们加强决心，深入动员，务须使敌在我阵地前尸横遍野而毫无进展。只要你们守住黑山三天，西逃之敌必遭全歼。”
22日，廖耀湘改命新一军军长潘裕昆为黑山攻击指挥官，指挥新一军和第七十一军及第二○七师第三旅，继续进攻黑山。潘建议以该军新三十师从正面即北面参加黑山之攻击，以第五十师之一部附该军的骑兵团从西北面包围黑山并向黑山以西之正安堡(位于黑山通锦州的公路上)迂回黑山，以期截断黑山守军后方的交通联络，特别加强正面与东面进攻部队的炮火支援，以轻重炮兵的集中轰击，摧毁黑山守军之抵抗。
梁兴初是员福将，深夜11时，二十八师侦察队送来“活舌头”一名，是敌七十一军八十七师师部的通信班长，衣袋里装满送往各团的“战斗命令”。梁兴初从中了解到敌人避开黑山正面阵地，将矛头指向侧翼高家屯；高家屯因阵地难修，工事较弱。梁兴初亲自去二十八师指挥所。指挥所设在城北高地的一个碉堡里。
24日晨6时，4架野马式敌机，带着滚雷似的轰隆声，飞扑黑山城上空。随着凄厉刺耳的尖啸，炸弹成串地往下落，黑山城顿时被撕裂开了。与此同时，架设在张家窝棚方向的敌重炮群，也以暴雨般的炮火向高家屯一线遮头盖脑地打来。紧张、残酷的阵地争夺战，在高家屯一线激烈地进行着。国民党“党化部队”青年军二○七师第三旅，担任对高家屯冲击的主攻任务。八十四团二营在仅有一个山炮营的炮火支援下，坚守101、92、90等制高点，与敌人展开反复冲杀，顽强奋战。
敌人第一次冲锋被击退后，旋即以3个营的兵力，发起第三次猛攻。在敌人猛烈炮火轰击下，山头工事大部残破坍塌，人员受到较大伤亡。但是“人在阵地在”的决心，鼓舞着二营战士。他们不怕烟熏火烧、伤筋折骨，从倒塌的战壕里纷纷跃起，以突然而又密集的火力，给敌人一次比一次更惨重的杀伤。战斗持续到11时，高地前已留下数百具敌军的尸体。敌人被激怒了，集中所有重炮，向三处阵地暴雨般地倾泄炮弹。以一个半营连续猛攻高家屯石头山。守军六连一排在表面工事全被摧毁的石头山上，以机枪、手榴弹、石块、木棍，连续击退敌人三次冲锋。当敌人发起第四次冲锋时，阵地上只剩4个人。激战至14时半，阵地终于被敌人占据。
敌人很快又聚集一个营的兵力，发起第四次猛攻。此时四连弹尽粮绝，前去增援的六连两个班在途中遭到炮火轰击，大部伤亡。团指挥所遂令四连撤出阵地。四连一排有6名战士未及撤出，阵地即遭敌人突破。一排长李永发为掩护全连撤追，与敌人展开白刃格斗。他身负三处重伤，仍坚持用刺刀拼倒5个敌人，最后壮烈牺牲。
敌人在占领92高地后，马上出动两个营向101高地冲杀上来。此时101阵地已是弹坑累累，碎石成堆，几乎所有土木火力点都已坍塌。四、六连余部和营部通信班共20余人，就在这毫无依托的石头山上，利用弹坑滚进滚出，以密集的手榴弹连续击退敌人四次冲击，敌人不顾伤亡，纠集其残部以羊群般的队形，从三面合围上来。此刻，高地上只剩下5名战士，手榴弹已全部打光。在一场激烈的肉搏战后，101高地终于被敌人占领。
梁兴初吼叫：“立即夺回101高地！”
贺师长回答：“坚决执行命令，马上组织反击！”
十纵二十八师贺师长沉着和果断，不给敌人丝毫的喘息机会，立即命令所属12门山炮，向占领101高地之敌轰击，又令八十二团一、三营，统由八十四团团长蓝芹指挥，在炮火准备后，立即反击高家屯。
一营主要突击101高地，三营兵分两路，直奔高家屯石头山和92高地。借着滚滚尘烟，战士们飞速动作，突然出现在敌人面前。惊慌失措的敌人正待反抗，一排手榴弹立即落在他们头上。阵地上顿时刺刀飞舞，杀声震天，终于夺回了失掉的阵地。
梁兴初咬着他的铁板牙说：“明天，是决定的一天！我们头上挨的就一定是万磅炸弹，只要主力没有赶到，我们就一定坚决守住。今后的作战方案，不管哪个师都是这么一句话：‘丢了，马上拿回来！’”
在大炮、飞机掩护下，敌一六九师倾出全师兵力，以成团的密集队伍发起猛攻。一场激烈、残酷的阵地争夺战，立即在高家屯一线展开了。
石头山失守，一个排大部伤亡。
国民党军又以4个营的兵力由石头山向92高地攻击，八十二团二营五连连长、指导员相继阵亡，班、排长自动代理指挥，以密集火力连续击退敌人的两次冲击。此刻，五连阵地只剩下10余名战士了。当敌人以两个营分三路发起第三次冲锋时，五连战士机智沉着地把敌人放进30米内，突然投出成束手榴弹，杀伤敌人。敌人不顾伤亡，仍蜂拥而上。战士们拉响成束手榴弹，敌人成堆倒下，五连战士也全部壮烈牺牲。
八十二团全部和八十四团三营所有兵力，随着一阵猛烈的炮火，分四路直扑高家屯。我八十二团一营主攻101高地；八十四团三营从两侧包围；八十二团二、三营则分成两路，直取高家屯石头山与92高地。全纵队都把愤怒和力量，放在二十八师这把弓上。四路队伍如同四支脱弦的利箭，笔直插向敌人的心脏。所有的山炮、迫击炮和步兵炮火，都朝着山背猛打，为他们“擂鼓”助威。八十二团一连在战斗英雄倪恩善率领下，担任夺取101高地的尖刀。
他们是那样巧妙、灵活地避开敌人的机枪火力，三跑两跳就登上101高地的山腰。随着一连串轰隆隆巨响，战士张连发连破敌人四个机枪火力点，把红旗插上101山顶，接着又枪挑两个敌人，俘虏9个敌人。我八十四团二、三营也乘势攻上石头山与92高地。激战半小时，至6时50分，高家屯阵地终于全部收复。
从21日到25日，十纵队顽强阻击五倍于我之敌，敌人寸步未进。
廖耀湘“西进”的美梦，在黑山这座铁门下碰碎。就在十纵队顽强阻击的同时，东总林彪已令第八纵队东进台安，斩断了敌人选向营口的退路；第五、第六纵队从新立屯南下关上了敌人窜回沈阳的大门。现在，廖耀湘“上天无路，入地无门”，待我攻占锦州的主力北上，敌人马上就成为“网中之鱼”了！26日，林彪电令梁兴初：“北上主力已到达。敌已总溃退。望即协同一、二、三纵队，从黑山正面投入追击。”
一纵队副司令员曹里怀，率领着几个参谋人员，赶到十纵队商议追击部署。梁兴初紧紧握着他的手，兴奋地说：“老曹！你们四天赶了三百里，可真是大大地辛苦了！来吧，现在一盘‘肥肉’摆在我们面前，你们看哪块最‘肥’，就由你们随便挑吧！”曹里怀笑道：“我们一跑来就抢吃最肥的‘肉’，不是太没有礼貌了么？”说得大家哈哈大笑。
廖耀湘兵团确如一盘肥肉，摆在解放军几个纵队面前。
廖耀湘退走营口的计划彻底失败，进退维谷。这时卫立煌电令他迅速退回沈阳。兵团参谋长杨馄对廖说：“现在正是万分紧急的时刻，卫立煌要你退沈阳，那你就依照他的命令办好了。是他要你这样做，责任由他承担”。
廖耀湘令新二十二师乘黑夜把第一线各团撤下来为先头师，于二十七日拂晓主力通过第四十九军军部所在地陈家窝棚，并在该军部队掩护下向老达房撤退。他自己同这个师的先头团行动。第四十九军军长指挥所属部队和新三军的第十四师，紧随新二十二师后尾撤退，第十四师与第四十九军各部撤退秩序与掩护秩序由郑庭笈自行决定。
廖耀湘这样一折腾，部队立时陷入混乱。事急之下，廖耀湘用明语指挥，恰好为解放军指示了目标。解放军各主力纵队，从四面八方向廖耀湘兵团展开了猛攻。俗话云：“兵败如山倒。”廖兵团撤退的行军纵队被解放军穿插分割成碎块，分别包围。国民党军东躲西逃，狼奔豕突。
那种惊慌、混乱、奔逃的情形，无法形容。兵团司令廖耀湘、军长李涛等人也杂在这些乱窜、乱奔的人群中瞎跑。长官们大囔：“你们不要跑，组织起来吧！帮你们突围出去，要官有官，要钱有钱啊！“司令官、军长都在这里，你们保护着出去，保证你们升官受赏！”他们喊得声嘶力竭，这些人还是不睬不理，奔逃如故。善于指挥机械化兵团的廖耀湘，指挥不了这些溃逃的败军。
在一个大的开阔地上，被围的人至少有数千人。还杂有辎重、行李、骡马、大车、汽车等。东边枪响，人群向西跑；西边枪响，人群又向东逃。廖耀湘等先是站在汽车门的两边，开着汽车跑，后来颠颠簸簸，又下车跟着跑。
敌人已溃不成军，满地遍野逃窜。解放军随即展开了政治攻势，高喊着：“蒋军兄弟们！廖耀湘兵团已经完蛋了，谁再抵抗就是死路一条，缴枪不杀，赶快投降，到我们这边来。”敌人成批成批地放下武器，纷纷投降。解放军部队、机关、通信员、炊事员、饲养员，甚至宣传队、卫生队的女同志，都成了捉俘虏的英雄。作战科长带着两名通信员由师里回纵队司令部时，路上遇到一营敌人，经过喊话，全营的士兵向他们投降了。
敌人的军官向科长说：“你们的俘虏政策我们知道，一切听你指挥，要我们就地放下武器也行，要我们到你指定的地方放下武器也行。”四五百个全副武装的敌人，像驯服的羊群，乖乖地跟着侯科长向俘虏集中的地方走去。一次炊事班送饭回来，押着二三百俘虏。
廖耀湘身边只带有新六军特务连不到两个排的兵。廖耀湘恐人多引起解放军注意，命特务连分成小组，向各个方向警戒隐蔽，他同李涛等几个人隐匿在一个凹地里。入夜后，特务连也联络不上，无法掌握了，最后只剩下廖耀湘、李涛、一个副师长等几个人。当晚，廖耀湘决定向南走出包围圈。徒涉绕阳河通盘山的水渠，那个副师长跃入一个没顶的深坑，大声呼唤，引来解放军巡逻队前来搜索，这时又把李涛冲散了。廖耀湘等3人再向南走，走到一个小村，一进村就发现有解放军，走在前面的那一个高参被俘。
廖耀湘和周璞距离稍远，解放军没发现。他们傍墙角隐蔽地离开，钻进田野中的高粱秆堆里，隐匿了一天。途中遇到一个老百姓，给以重金，买了一些便衣与食物，化了装继续向沈阳前进，行抵辽河边，听路人谈沈阳已解放。廖耀湘又回头走，拟到葫芦岛，行至黑山以西北镇南关，便被解放军查获。
辽西战役至28日拂晓结束，只经过短短的几十个小时，廖耀湘兵团的兵团部及5个军部、11个师10万余人全部被歼，廖耀湘和他的4名军长、13名正副师长被俘。仅新编第一军军长潘裕昆、新编第三军军长龙天武两人逃往沈阳。
蒋介石27日清晨派专机到葫芦岛接杜聿明到北平。蒋介石窘态毕露，对杜说：“现在廖兵团电讯已失去联络，罗参军有个很好的意见，马上调海军运输舰将葫芦岛的部队海运营口登陆，策应廖兵团从营口撤退。你看怎么样？”
杜聿明想蒋介石听信了罗泽意见，已将沈阳主力送完，现在又要送掉葫芦岛的部队，心中对罗愤恨已极，就转向罗说：“罗参军的意见‘真好’，是一个很好的战术作业，可是你有没有考虑调兵舰要几天？”
蒋介石见杜的口气不对，怕同罗吵起来，就接过来说：“三四天。”
杜聿明说：“这就是说要将葫芦岛的部队运到营口，至少也要一个星期。在这一周内，廖耀湘要是存在的话，就可以自己打出来退回营口，否则一两天就完了。再把葫芦岛的队伍调去，不是等于送死吗？”
这时蒋介石没有了逢人便骂的威风，变得很虚心，问杜：“你看怎么办好？”
杜聿明考虑了一下说：“我看廖耀湘已经靠不住了，只有赶快调船把营口的部队撤退。沈阳是否能撤得出来还有问题。”
蒋介石说：“好！好！我叫桂永清准备船，沈阳叫周福成指挥第五十三军、第六军、第二○七师死守，你马上到沈阳去见卫总司令，召集周福成、赵家骧等部署沈阳防务，等部署完毕你再回葫芦岛”。
杜聿明当时觉得罗泽可恨，蒋介石可怜。但蒋既然信任他，明知无法挽救也只好再去一趟，站起来说：“那么学生就去了。”
蒋介石说：“你赶快去吧！”
杜聿明又问：“你对卫总司令还有什么交代的事没有？”
蒋介石未来得及回答就去接电话，听电话里讲：“据空军侦察报告现有一万多人由辽中向沈阳前进中。”蒋介石说：“我料定是廖耀湘，赶快派飞机去同他联络。”蒋介石接电话后又说：“你到沈阳跟周福成说，留在沈阳的部队都归周指挥，要死守沈阳。”
杜聿明27日午后由北平起飞，路过锦西降落，令锦西的部队停止攻击，并退回锦西既设阵地，严防解放军进攻。这时在锦西的各将领觉得非常诧异，问杜：“塔山敌人已退，我军今天上午已收复塔山，为什么又不攻了？”杜聿明说：“现在情况变了，廖兵团情况不明，敌人有可能来攻锦西。你们各守原来的阵地守着，等我从沈阳回来后再决定尔后的行动。”各将领这时恍然大悟，一致认为只有守不能攻了。
蒋介石这一天得到收复塔山的消息后，又在报上大肆宣传“击灭共军，收复塔山”，但对廖耀湘的完蛋则只字不提，真是自欺欺人。
27日傍晚，杜聿明到沈阳。卫立煌这时心绪繁乱，坐卧不宁，反复说：“我早就向他(指蒋介石)说，出了辽西走廊就会全军覆没，他不相信。我划过十字，他也不信。现在你看我说中了吧！”杜和卫研究如何巩固沈阳防务或撤往营口。卫说：“从前我要守，他不肯守，现在什么也没有了，如何守法？”杜问卫“退营口怎么样？”
卫说：“长春敌人几个纵队已南下，退出去也会马上完蛋。”杜聿明也觉得退守两难，就说：“老头子说要周福成指挥现有部队死守沈阳。”卫立煌曾令第五十二军从营口回沈阳，刘玉章接令后未照实行。赵家骧被任第六军军长，也想将队伍带到营口撤退。杜、卫分析了当时情况，认为：调营口部队回沈阳无把握，从沈阳逃到营口，也无把握。万一既调不来又逃不掉，最后，不是被俘就是被蒋介石惩办。还是照蒋的意见，叫周福成守好。于是找周福成来，将蒋介石的意见告之。
周福成本来是一个迟疑不决，好讲困难的人，可是这次接受任务很痛快。
赵家骧对杜聿明说：“我看周有问题，总部怎么办呢？”杜聿明说：“老头子只要周指挥部队死守沈阳，我问对卫先生的指示，他没有讲。你先回去作全盘部署，过几天看情况再说。”
晚饭后，杜聿明同卫立煌在卫的小客厅中谈论这次廖耀湘兵团何以完蛋的这样快。卫立煌说：“我始终未给廖下过命令，他的攻击部署，撤退计划，我都不清楚。直到26日廖耀湘告急来电请示，我才决定要他退回沈阳来。电报发出去不久，联络就中断。26日午后，飞机侦察到他的部队已混乱，今天(27日)去侦察，上午还有一两个村庄有零星战斗，到午后就都完了。飞机只发现辽中通沈阳的道上有万余人向沈阳前进中。可能是郑庭笈。”
杜聿明说：“蒋判断是廖耀湘。”
卫立煌说：“要是廖耀湘能回来的话，郑庭笈早回来了。在25日夜廖耀湘司令部被袭击后，我就令郑庭笈赶快撤回沈阳。”
28日中午查明，由辽中逃到沈阳的1万多人，即非廖耀湘，也非郑庭笈部队，而是辽宁省政府派出到辽中、台安一带抢劫粮食的保安部队及当地逃跑的地主、富农、恶棍等人。卫立煌感到非常失望。杜聿明觉得解放军马上就会到沈阳，跟着就会到葫芦岛，所以要赶快离开沈阳到葫芦岛，计划撤退营、葫的守军。
廖耀湘兵团全军覆灭，国民党军在东北的主力损失殆尽。蒋介石想把主力撤到关内的计划彻底破产。在北平的蒋介石气恼攻心，竟吐了血。他望着地图上的东北地区，眼前却是一片昏黑。
蒋介石在26日于北平写下日记：“东北全军，似将陷入尽墨之命运。寸中焦虑，诚不知所止矣。”
锦州解放，长春起义，廖兵团辽西被歼，沈阳已成孤城。
10月30日上午，蒋介石又派了一架飞机到锦西机场，带来一封给杜聿明的亲笔信，大意说：“沈阳秩序混乱，你马上去沈阳找周福成将防务调整好，再回葫芦岛。”
杜聿明当即乘飞机前往，还未到沈阳上空，空军司令王叔铭无线电话说：“沈阳北陵机场已混乱，不能降落，光亭兄你到沈阳后千万不要降落，等我向老头子请示后再说。”一会儿，王又来电话说：“老头子要你不去沈阳，仍回葫芦岛。”
杜聿明接到王的电话后，心想，沈阳已经完了，营口、葫芦岛如不急行撤退，一旦被共军攻击，想撤也不可能安全地撤退。他决定先到北平向蒋介石请示后再回葫芦岛。约12时过后到北平西苑机场，正遇见蒋介石披一件黑斗篷，满面通红，准备上飞机走。
蒋介石很惊异地问：“啊！你什么时候来的？”
杜说：“刚到。我已到沈阳上空，王叔铭告诉我沈阳机场不能降落，叫我回葫芦岛？我有要事请示，所以来了。”
蒋介石迟疑了一下说：“到里面谈。”
他们一同走进空军作战室里，蒋到地图前面，问：“沈阳情况如何？”
杜聿明说：“我只到机场上空，见机场以南有零散部队南逃，机场北部似乎有敌人窜到，但未见发生战斗，沈阳可能靠不住了。”
蒋介石窘态毕露，沉默不语。
杜接着说：“对卫总司令的安全应该考虑……”
未等杜说完，蒋介石就问：“沈阳别的机场情形如何？”
杜说：“不清楚。”
这时王叔铭也下了飞机来到作战室，他向蒋介石报告说：“沈阳已混乱，北陵机场已失，东塔机场也落炮弹，城内还有一个民航机场，我叫留一架飞机等卫先生。”
蒋这时未回答杜的问题，转过来问杜：“你还有什么事？”杜说：“以目前情况看，沈阳已无希望，请校长决定大计，营、葫队伍要赶快撤退，华北如何部署，而最重要的是徐州……”
蒋听到这里站起来，边走边说：“你回葫芦岛等命令。”
杜说：“撤营口部队的船一直未到。”
蒋说：“我催桂永清马上去”
这时蒋介石已走到飞机附近，杜聿明推了王叔铭一下，王上前去，对蒋说：“是不是把卫先生接出来。”
蒋介石说：“叫他到葫芦岛指挥。”于是蒋登机向南京飞去。
杜聿明回到葫芦岛后不久，得到空军电话说：“卫总司令的飞机即将到锦西。杜即同侯镜如等到机场接卫立煌。飞机到时已近黄昏，卫下机后慨叹地说：“差一点见不了面！”
跟卫同机的有赵家骧、高惜冰(东北行政委员会副主任委员)、董彦平(安东省主席)、董文琦(沈阳市长)、徐梁(辽北省主席)、王铁汉(辽宁省主席)、刘耀汉(联勤第六补给区司令)等军政大员20余人。卫立煌和赵家骧住在杜聿明的司令部里，其余诸人都下榻在港口司令部的办公大楼内。他们仓皇逃命，不但行李未带出来，就连更换的衬衣和洗漱用具也没有。
此时已届深秋，早晚海风很凉，军用仓库里还存有士兵用的灰布棉军被，每人发两条，另外给一件棉布大衣，这批高级军政大员屈尊降格胡乱地过了夜。但他们惊魂甫定，心事重重，在秋风秋雨之夜，哪里能够酣然入睡，只有相率披衣胡聊，坐以待旦。
他们像热锅里的蚂蚁一般，急着想逃往北平，天天盼有飞机飞走，出尽了狼狈相。当时在葫芦岛流传这样一首打油诗：“一夕炮声惊好梦，黄金斗印化尘埃，抢登飞机逃命去，衮衮诸公沈阳来。”
到葫芦岛后，卫立煌、赵家骧、杜聿明三个人一起经常检讨东北失败的原因，一致认为蒋介石已经老糊涂，无论什么战斗，只要他去指挥，他就一意孤行，谁的意见也不接受；他召集开会，也只是要别人附和他的意见，执行他的命令，谁不同意，他就骂人。
卫立煌说：“蒋介石的用人是人人直接通天，弄得谁也不得统一指挥。我在东北未下过一道命令，看谁负责。”
杜聿明说：“东北失败与总座无关，他(指蒋介石)自己命我下命令给廖耀湘的，如果要追究失败责任的话，那只有追到我身上。”
杜聿明指挥撤退在营口、葫芦岛两地的国民党军，已刻不容缓。蒋介石指定海军司令桂永清派海军掩护。桂永清乘“重庆”号并带海军运输舰“峨嵋”号，还有招商局的一只登陆艇、一只小火轮，于11月1日到营口。这时解放军对即将窜逃的国民党军正进行猛烈攻击，战斗很激烈。
桂永清害怕兵舰驶进辽河，掩护登陆艇去靠营口码头接运军队，会遭到岸上解放军的炮击，因此把兵舰停在营口外海不敢进港，乱用舰炮盲目射击，就算海军在支援陆军撤退方面尽了掩护之责。
到11月1日晚解放军暂停攻击时，登陆艇和小火轮才靠码头。那只火轮因逃兵争着抢搭，载重过量而搁浅，被岸上解放军发炮击中起火烧掉。刘玉章的第五十二军结果仅以一只登陆艇撤出几千人。其余有的被淹死，有的投降，有的还被国民党海军乱炮打死了，伤亡可谓惨重。桂永清回到葫芦岛却吹嘘说：“刘玉章被敌人粘住了，有被消灭的危险，没有海军的得力掩护，是撤不出营口的。”
桂永清回到葫芦岛后，派海军人员强从后勤机关仓库内抢走所存的几千套美式冬季装备，不按手续也不打收条。他说：“到东北的陆军部队，每人一套美式冬装，独对海军例外；这是联勤总部的混蛋做法。现在打仗了，靠海军帮忙，这样冷天，库里有冬服不取来，难道等着资敌送礼不成。”海军还把油库的汽油尽量装进“重庆”号油舱里。第六补给区的主管人员见他们不出收条，要求枉永清给联勤总部打个证明，桂置之不理。聚集在葫芦岛的这批败军之将，个个都是惊弓之鸟，唯恐解放军一来就逃不出去。特别是从华北来的各军师，争着抢先要船运离葫芦岛。
杜聿明为了迷惑解放军，秘匿军队行动，也有他的一套。当国民党军撤退时，杜下的命令是“由葫芦岛船运营口增援第五十军的作战，限某时登船完毕启碇。”待船驶离港口，杜另以无线电下达补充命令，指示船开秦皇岛，仍归华北战斗序列。
杜的这一着，连奸狡已极的罗奇也被蒙在鼓里，问：“部队为什么向营口运？”杜聿明根本不把罗奇放在眼里，罗奇只得灰溜溜地回到北平。在杜聿明离开葫芦岛的前夕，曾布置将一些重要的军事设施、海港码头和机车等进行破坏，并已下令将海港码头给水塔等设施和机车加以破坏，并将各工厂重要机器运走。