5月18日夜，四平守军相继撤出阵地，悄然脱离战场。历时一个月的四平保卫战结束了，这场规模空前的大战，我军虽然给国民党军队以沉重打击，但是自己也付出了巨大的代价。
据东北野战军司令部后来的统计：“四平保卫战中我军伤亡总数达8000人以上，部队元气损失甚大。黄克诚之3师7旅，原为井冈山老部队，四平撤退后仅剩下3000余人，失去战斗力；万毅之3师原有13000人，经四平战斗伤亡及撤退被击散，只剩下四五千人，失去战斗力；1师梁兴初部剩5000人，还保持有战斗力；2师罗华生部还保持有战斗力；邓华保1旅损失相当严重，其次是3师、8旅、10旅、杨国夫部都弄得疲惫不堪和不少损失。”
其结论是：“防御战不是消灭敌人的有效手段，在当时的情况下是不宜采取大规模的防御战的。四平保卫战是由于对时局估计的错误而形成的，以为守住了四平就能获得和平。这种作战按当时一般条件是不甚适宜的。”（东北军区司令部编：《东北三年解放战争军事资料》）
其实在战役开始前，林彪和黄克诚便提出坚守四平有“极大困难”。4月11日林彪就曾致电中央和东北局，就防守四平问题谈了自己的意见：
“在蒋介石继续增兵东北的情况下，我固守四平夺取长春的可能性和东北迅速实现和平的可能性均不大，因此我军方针应以消灭敌人为主，而不应保卫城市，以免被迫作战，其结果既不能保卫城市又损失了力量……按我意目前方针似应脱离被迫作战，采取主动进攻。”
同一时期，黄克诚也致电中央，认为在敌我力量悬殊太大的情况下，坚守四平有“极大困难”。
然而，军人以服从命令为天职。国民党军大举进攻四平的当天，林彪报告东北局及中央：“敌已开始直接攻击四平，我守军决战至最后一人。”
在四平激战期间，黄克诚从西满打电报给林彪，建议适可而止，不能与敌人硬拼。理由是：“敌人一开始进攻的时候，打它一下子，以挫敌锐气，这是可以的。现在的情况是敌人倾巢而出，与我决战，而我军暂时尚不具备决战的一切条件。因此应该把大城市让出来，让敌人进来，我们则应到中小城市及广大乡村去建立根据地，积累力量，等到敌人背上的包袱沉重到走不动的时候，我们再回过头去消灭它，那时候我们就主动了。”
黄克诚连续给林彪发去好几封电报，建议他从四平撤退。但林彪既不回电，也不撤兵。黄克诚无奈，又给中央发去电报，对坚守四平提出异议。中央同样不予回答。
对于林彪和中央的态度，黄克诚感到万分奇怪。这个谜团直到十四年后才解开。在庐山会议期间，毛泽东与黄克诚闲聊。黄克诚谈到四平保卫战林彪决策有误。毛泽东问道：“难道四平保卫战打错了？”黄克诚解释说：“开始敌人向四平推进，我们打他一下子，这并不错。但后来在敌人集结重兵寻找我主力决战的情况下，我们就不应该固守四平了。”毛泽东说：“固守四平当时是我决定的。”到这时，黄克诚才知道林彪不回电是有难言之隐。
5月17日，战局的关键防线四平右侧的塔子山被敌三面包围。形势发展到这一步，林彪心里清楚，四平不能再死守下去，该考虑撤退了。他把陈正人和陈沂找来，指示他们起草撤退的电报。
林彪说：“估计敌人明天就可占领塔子山，廖耀湘必定要以全力攻塔子山。塔子山如果失守，敌人就可以从我侧后迂回，封闭四平守城我军的退路，那时我们就完全处于被动，而且有被歼之危险。我们已经大量消耗了敌人，并赢得了时间。我们的保卫战是胜利的，特别是我们每一个部队，都在一定程度上得到了锻炼。”
说到这里，林彪长叹一声：“可惜我们后面没有好好珍惜和利用这个时间。”他严肃地对身边所有的部下说：“和平空气，在我们今天的东北是最害人的。我们对全部美械装备的敌人还是估计不足，3纵的防线被新6军迅速突破，影响保卫战的全局，这是最大的教训。”（陈沂：《四平保卫战》，收录于《辽沈决战》）
果然如同林彪预料的那样，18日一早塔子山就发生了激烈的战斗。在这紧急关头，林彪终于向毛泽东发出了告急电报：“四平以东阵地失守数处，此刻敌正猛攻，情况危急。”就在林彪发电不多时，由于人员伤亡殆尽，塔子山阵地终于失守。四平前线的形势到了最危险的时刻，林彪不等中央回电，就果断做出决定。他把作战处长和情报处长叫来，口述命令：“7师于三道林子北山，7旅于四平东南高地掩护全线撤退。”
从晚间8时30分开始，根据前总制订的计划，各部队有序地撤出阵地。四平城内的56团归还万毅纵队建制，炮兵团归还7师建制。外围部队静悄悄地离开工事和战壕，在黑夜的掩护下向后方的集结地点分头撤去。由于组织严密，保密好，国民党军虽然近在眼前，却毫无察觉。还打了一夜的枪和炮。夜里9时，当部队开始撤离后，林彪给毛泽东发出电报：
中央、东北局：
敌本日以飞机大炮坦克车掩护步兵猛攻，城东北主要阵地失守，无法挽回，守城部队处于被敌切断的威胁下，现正进行退出战斗。
林巧亥
5月19日上午，毛泽东才给林彪发来电报：“第一、四平我军坚守一个月，抗击敌军十个师，表现了人民军队高度顽强英勇的精神，这一斗争是有历史意义的。第二、如果你觉得继续死守四平已不可能时，便应主动地放弃四平，以一部在正面迟滞敌人，主力撤至两翼休整，准备由阵地战转变为运动战。”电报最后说：“究应采取何项方针，由林根据情况决定之。”（《毛泽东军事文集》第三卷）