当廖耀湘兵团在辽西被围之时，东北的大局已定，距全部被解放已经为时不远，卫立煌所困守的孤城沈阳已经处在风雨飘摇之中。此时的东北，诚如蒋介石在10月26日的日记中所写：“东北全军，似将陷于墨尽之命运。寸中焦虑，诚不知所止矣！”
这时沈阳地区的国民党军队大部分都已编入廖耀湘的西进兵团，开赴辽西，即将被我东北野战军所消灭。守卫沈阳的主力部队就只有一个周福成的第八兵团，但这个兵团所属的主力部队也就只有一个仍然由周福成兼任军长的五十三军，总兵力有4万多人。五十三军是东北军张学良的旧部，军中的军官基本上都是东北人，所以对于卫立煌原来交给他们的守卫沈阳的任务还是比较尽心的。
10月27日，卫立煌从空军在空中所见情况的报告中，知道廖耀湘兵团肯定已经完蛋。第二天，从辽西战场上侥幸逃出来的新一军军长潘裕昆和新三军军长龙天武逃回了沈阳，带回了廖耀湘兵团被歼的最详细情况。卫立煌这时除了再次重复他已说过多次的“我早就向委员长说过，一出辽西走廊就会全军覆没，他不相信。我划个十字，他也不信。现在你们看，我不是说中了吗”之外，考虑的只有一件事，就是尽快飞离沈阳。他知道，东野大军只要在辽西战场上稍微抽得出部队，就会很快将进攻的目标指向沈阳。
不错，当我军围歼廖耀湘兵团之后，东野的一纵、二纵和十二纵就已经在林彪的命令之下向沈阳急进。一纵是在10月28日接到命令的，二纵是在10月31日接到命令的，十二纵是在10月29日接到命令的。为了赶上东北的最后一仗，他们都用最快速度跑步行军，连渡河都是不脱衣服涉水而过。要知道，10月底的东北大地，河里都已经开始结冰了。
国民党军队在东北战场上这时还有一个重要的指挥官，就是刚从徐州被蒋介石调到东北的杜聿明。由于他和卫立煌之间的关系不好协调，所以他经常是以东北“剿总”副总司令兼冀热辽边区司令官的名义住在葫芦岛，把主要目标放在指挥侯镜如兵团
侯镜如兵团对这一任务十分消极，加之有我东野第二兵团的坚决阻击，所以一直也没有什么进展。当得知廖耀湘兵团被围之后，杜聿明明白，他只能想法收拾残局了。10月27日，蒋介石派飞机把杜聿明接到北平，要他组织海上运输力量将葫芦岛的部队运到营口，策应廖耀湘兵团从营口撤出。杜聿明认为这根本就不可能，拒绝接受这一命令。蒋介石又要杜聿明去沈阳，让周福成死守沈阳。杜聿明在当天就飞到沈阳，和卫立煌商议守沈阳问题。卫立煌认为别无办法，只有让周福成死守，而周福成又愿意守沈阳。至于能否守住，大家心里都明白，只是不明言而已，反正卫立煌已经做好离开沈阳的准备。
10月30日，蒋介石又派杜聿明到沈阳去督促防务。杜聿明的飞机还未飞到沈阳上空，就两次接到空军电话，说沈阳机场秩序已经混乱，飞机已无法降落，要他回葫芦岛。杜聿明估计沈阳很快就会失守，必须向蒋介石请示，就直接飞到北平，在机场见到蒋介石，向蒋报告了在空中所见到的沈阳城中的混乱情况，并建议把卫立煌接出来。蒋介石在当时为顾全国民党的面子（因为至1948年10月底为止，国民党军政大员中，还没有一个上将总司令被俘），只得勉强同意。可是，这天下午，当卫立煌从沈阳城内的一个小机场逃到了葫芦岛之后，蒋介石竟骂卫立煌是临阵脱逃。当沈阳被我东野攻克之后，蒋介石甚至下了这样的命令：
“东北‘剿总’总司令卫立煌迟疑不决，坐失军机，致失重镇，着即撤职查办。”对于蒋介石的这一决定，当时包括杜聿明在内的许多国民党高级官员都深感寒心。