东北解放战争我军的统帅是林彪。
抗战结束之后，林彪准备上前线，他要去的战场是山东，因为八路军一一五师在山东，师长的职务还一直由政委罗荣桓兼任，中央决定他仍然去当一一五师师长和山东军区司令员。当时，在延安参加了中国共产党第七次代表大会的一大批高级将领都需要尽快赶回前方去。于是，毛泽东做出了一个十分大胆的举动，要当时担任第十八集团军（即人们常称的八路军）参谋长的叶剑英去向美军驻延安观察组做工作，借他们的飞机把一大批干部送到前方去，因为美军观察组在延安机场正停着一架道格拉斯运输机。经过叶剑英的努力，这一要求被美军观察组所接受。
1945年8月25日，在延安的这架美军飞机便决定飞往我太行军区司令部所在地的山西黎城县。当天搭乘这架飞机到前线去的我军领导人有刘伯承、邓小平、陈毅、陈赓、薄一波、滕代远、邓华、杨得志、李天佑、江华、聂鹤亭、陈锡联、陈再道、王近山、张际春、宋时轮、傅秋涛、邓克明等20余人，其中还有林彪和准备去当山东军区副司令员的萧劲光。由于必须与美军机组人员有所联系，可这些领导人中没一个人会说英语，所以黄华主动要求同机前往，担任翻译。一架普通运输机竟然运送了中共军队这样多的领导人，这在历史上绝对是空前绝后的。可幸的是，飞机安全到达了黎城长凝镇的简易机场。林彪和萧劲光在从太行军区前往山东的途中，9月23日到达濮阳。这时突然得到中共中央的命令，要他们二人改道北上，前往冀东，中央决定林彪出任新组建的冀热辽军区司令员。林彪这时未带任何部队，立即改道北上，走了20多天，终于到了冀热辽军区司令部所在地河北玉田。
当林彪和萧劲光还未到达玉田时，中央又连发了两封电报，要他们立即赶往沈阳，电报中把原因讲得很明白：
现美蒋军急于在营口、葫芦岛登陆，苏军恐难以拒绝，我军必须坚决抵抗，以阻止蒋军进入东北。在此情形下，冀东战略地位已不如沈阳重要。望你们星夜赶去沈阳，指挥作战。
很明显，这是一次重要的任命，林彪将出任东北战场的主帅。
当中央在最初决定东北局的人选时，东北还无仗可打，最急迫的任务是发动群众，开辟根据地，所以东北局的五位成员中，彭真、陈云、程子华、林枫都是开辟和建设根据地、应付各种复杂局面的高手，而伍修权则是党内长期负责和共产国际、苏联打交道，负责对外联络的专家，精通俄语。在这五位领导人中，还没有考虑军事统帅型的人物。但在9月17日延安的中共中央书记处给重庆的毛泽东、周恩来的电报（这个电报全面分析了东北局势和我党对东北工作的方针）中，已经有这样的话：“为了加强冀热辽地区的工作，应即成立冀热辽中央局，派高岗、富春、康生等去工作，并须组织强有力的军事指挥机关，以陈毅或林彪或徐向前去担任。”也就是说，当时考虑了三位军事统帅人选：陈毅、林彪、徐向前。两天以后，在中共中央《关于目前任务和战略部署的指示》中，就已确定林彪去当司令员，而罗荣桓也去东北（原来中共中央要山东军区进军东北，是点名由萧华带队的）。很明显，为了准备打大仗，毛泽东决心将当年叱咤风云的老八路、一一五师的领导核心林彪和罗荣桓放到东北去指挥作战，而领兵统帅，则选定了林彪。
林彪赶到沈阳时，已是10月29日。中央要他担起东北部队的统帅，可是这支部队此时还没有名称。这是因为，中共中央在部署各路大军进东北时，为了避免不必要的摩擦，规定一律不用八路军、新四军的名义，当时也来不及给各部队以恰当的名称，就这样进了东北。还是驻沈阳的苏军第六集团军司令克拉钦科上将提议，将进入东北的八路军、新四军都称为东北人民自治军。
10月31日，也就是林彪到达沈阳后的第二天，东北局得到了毛泽东为中共中央起草的命令，决定我军在东北的正式名称为东北人民自治军，任命林彪为总司令，吕正操、李运昌、萧劲光为第一、第二、第三副司令，彭真为第一政委，罗荣桓为第二政委，程子华为副政委，萧劲光兼参谋长。两天后，又补充任命周保中为第四副司令，伍修权为第二参谋长（在此之前，为了统一指挥东北的战事，中共中央决定组织一个临时性的军事指挥机关，叫东北军区司令部，由程子华任司令员，彭真任政委，伍修权任参谋长。东北人民自治军组成后，这个临时指挥机关自行撤销）。
与此同时，中央还决定，再调高岗、张闻天、李富春到东北局工作。为了开辟后方根据地，11月2日，中央根据东北局的意见，决定成立东北局北满（东北在当时又称满洲，北满、南满等是当时对东北一部分地区的习惯称呼）分局，以陈云为书记，林枫为副书记。其任务是控制北满，组织军队，建立政权，发动民众，镇压反动，巩固后方。根据中央的精神，东北局决定建立北满军区，由高岗任司令员，陈云任政委。同时成立西满分局，由李富春任书记；成立西满军区，由吕正操任司令员。11月20日，中共中央为了改进对西满工作的领导，决定加强西满分局，由李富春任分局书记兼军区政委，黄克诚为分局副书记兼军区副政委，军区司令员由林彪兼任，吕正操、李运昌为军区副司令员。
在11月的一个月之内，东北人民自治军总司令部陆续将整个东北划分成若干军区。先后成立的有：锦热军区、嫩江军区、吉林军区（又称东满军区）、北安军区、松江军区、三江军区（又称合江军区）、辽东军区、辽宁军区、辽北军区。其中，军事力量较强的是以下几个军区：
辽东军区，司令员兼政委萧华；辽宁军区，司令员张学思，政委白坚；辽北军区，司令员倪志亮，政委郭述申；吉林军区，司令员周保中，副司令员万毅，政委张启龙；北安军区，司令员叶长庚，政委王鹤寿；松江军区，司令员卢冬生（卢牺牲后为聂鹤亭），政委张秀山。
11月底，东北人民自治军的总部由沈阳移到本溪。
这样，东北的党政军领导班子和各级指挥机构大体就绪。