1948年上半年，人民解放军在各个战场上向国民党军继续展开进攻，歼灭大量敌人，打破了敌人的分区防御。同年秋，敌我力量对比已发生根本变化，人民解放战争进入夺取全国胜利的战略决战阶段。
此时，人民解放军由战争初期的127万人发展到280万人，其中野战军149万人。全军还开展了新式整军运动，通过诉苦(诉旧社会和反动派给劳动人民造成的痛苦)、“三查”(查阶级、查工作、查斗志)、“三整”(整顿组织、整顿思想、整顿作风)，达到了政治上高度团结、生活上获得改善、军事上提高技术和战术的三大目的，战斗力进一步提高。解放区的面积扩展到235万平方公里，人口达1.68亿。老区的土改运动基本完成，解放军的后方更加巩固。
与此相反，国民党军队的总兵力进一步减少到365万，可用于第一线的兵力仅174万，且士气低落，战斗力下降。在解放军的强大攻势下，国民党军只得放弃分区防御而实行重点防御。它的五个战略集团(即胡宗南、白崇禧、刘峙、傅作义、卫立煌集团)已被分割在西北、中原、华东、华北、东北五个战场，相互间难以形成配合。
以毛泽东为核心的党中央科学地分析战争形势，以宏大的革命气魄和高超的指挥艺术，正确把握战略决战的时机，选定决战方向，并针对不同战场的特点制定作战方针，连续组织了辽沈、淮海、平津三大战役。
战略决战的序幕首先在山东拉开。1948年9月16日，粟裕等指挥华东野战军32万人发动济南战役。经过八昼夜的激烈作战，攻克济南，歼国民党军10万余人，其中起义2万余人。济南的解放，有力地证明解放军的城市攻坚作战能力已大大提高，蒋介石以大城市为重点的防御体系开始崩溃。
1948年9月，林彪、罗荣桓指挥东北野战军主力连同地方武装共103万人，在东北人民的支援下，向分割在锦州、长春、沈阳等孤立地区的55万国民党军发起辽沈战役。战役首先从锦州地区的作战开始。锦州是联结东北和华北的战略要地，国民党军以6个师10万多人防守。解放军以部分兵力围困长春，主力围攻锦州，并在塔山和黑山一带顽强地阻击敌之援锦部队。10月14日，解放军对锦州发起总攻，经三十一小时的激战，全歼守敌近9万人，俘敌东北“剿总”副总司令范汉杰。锦州的解放，迫使长春守敌一个军起义，其余投诚。企图夺回锦州的敌廖耀湘兵团在遭到东北野战军顽强阻止后，被迫先后向营口、沈阳撤退。东北野战军经过两天一夜的激战，将该敌10万余人围歼于辽西。接着乘胜追击，11月2日解放沈阳、营口，辽沈战役胜利结束。这次战役历时五十二天，歼敌47万。东北全境解放，使东北野战军成为一支强大的战略后备队，为解放平津和全华北创造了有利条件，而且使解放战争获得一个巩固的、具有一定工业基础的战略后方。
辽沈战役刚结束，党中央即电令刘伯承、陈毅、邓小平、粟裕、谭震林组成以邓小平为书记的总前委，统一指挥华东野战军和中原野战军及部分地方武装约60余万人，以徐州为中心，在东起海州、西至商丘、北起临城(今薛城)、南达淮河的广阔地区，发起规模巨大的淮海战役。
1948年11月6日至22日，解放军在徐州以东地区围歼黄百韬兵团约10万人。国民党第三“绥靖”区副司令官、中共秘密党员何基沣、张克侠率部2.3万人起义。11月23日至12月15日，解放军在宿县西南地区全歼由豫南赶来增援而孤军突出的黄维兵团约12万人，并在永城东北地区歼灭力图突围的孙元良兵团约4万人。1949年1月6日，解放军淮海前线部队对拒绝投降的杜聿明集团发起总攻，激战四昼夜，全歼其两个兵团10个军。淮海战役胜利结束。这次战役历时六十六天，歼敌55.5万人。为解放军渡江作战，解放国民党反动统治的中心地带南京、上海创造了极为有利的条件。
淮海战役胜利进行之际，人民解放军于1948年11月29日在西起张家口、东至塘沽、唐山，包括北平、天津在内的地区，发起平津战役。东北野战军根据中央军委和毛泽东的指示，提前结束休整挥师入关，和华北人民解放军主力连同地方部队共约100万人，合力围歼国民党华北“剿总”总司令傅作义指挥的50多万国民党军队。中共中央决定林彪、罗荣桓、聂荣臻组成平津前线总前委，由林彪任书记，统一领导平、津、张、唐地区的作战和接管等工作。
解放军先用“围而不打”和“隔而不围”的办法，以神速动作完成对傅作义集团的分割包围，切断其南撤西逃之路。接着按“先打两头、后取中间”的顺序，12月下旬攻克新保安、解放张家口，歼敌7万余人。1949年1月14日，包围天津的解放军发起总攻，经二十九个小时激战，全歼守军13万余人，解放天津。北平20余万守军在解放军严密包围下完全陷于绝境，在傅作义率领下接受和平改编。1月31日，北平和平解放。平津战役历时六十四天，解放军共歼灭和改编国民党军52万余人，基本上解放了华北全境。绥远国民党军随后通电起义，接受改编。
辽沈、淮海、平津三大战役，共歼敌154万余人，使国民党赖以维持其反动统治的主要军事力量基本上被摧毁，大大加快了解放战争在全国胜利的进程。以三大战役为标志的战略决战的胜利，是中国人民解放战争史上一座光辉的里程碑。人民群众在战略决战中发挥了巨大的作用，支前民工达886万人，出动担架36万余副，大小车100万余辆。
三大战役后，国民党政权在长江以北的力量全线崩溃。蒋介石为挽回败局，要求美国增加援助或美、苏出面“调解”未果，在各方面的压力下，被迫于1949年元旦发表“求和”声明，1月21日宣告“下野”，退居幕后。国民党代“总统”李宗仁口头上表示愿以中共所提的条件为基础进行和平谈判，实际上却是想争取喘息时间，部署长江防线，阻止人民解放军南下，实行“划江而治”。
1948年12月30日，毛泽东在新年献词中发出“将革命进行到底”的伟大号召。但为了早日结束战争，减少人民的痛苦，党仍愿意同南京政府或地方政府、军事集团进行和平谈判。毛泽东提出惩办战争罪犯、废除伪宪法和伪法统、改编一切反动军队等八项条件作为谈判基础。1949年4月13日，国共代表开始在北平举行正式谈判。4月15日，周恩来将《国内和平协定最后修正案》送交以张治中为首的国民党政府代表团，并限国民党政府在20日前表明态度。国民党政府代表团一致同意接受这个和平协定，并派代表将协定送回南京。4月20日，国民党政府拒绝在和平协定上签字，和谈破裂。
4月21日，毛泽东、朱德发布向全国进军命令，人民解放军迅即向尚未解放的广大地区举行规模空前的全面大进军。
由总前委书记邓小平统一指挥的刘伯承、邓小平等领导的第二野战军和陈毅、粟裕、谭震林等领导的第三野战军，在第四野战军先遣兵团、中原军区部队配合下，得到江北人民的支援和江南游击队的策应，于4月20日夜至21日，在西起九江东北的湖口、东至江阴的千里战线上，发起渡江战役，百万雄师分三路强渡长江，彻底摧毁国民党苦心经营的长江防线。4月23日，解放军占领南京，延续二十二年的国民党反动统治宣告覆灭。
解放军各路大军以秋风扫落叶之势，继续向中南、东南、西北、西南各省胜利进军，分别以战斗方式或和平方式，干净、利落地解决残余敌人。解放南京的次日，攻克太原。5月，先后解放杭州、南昌、武汉、西安和中国最大的城市上海。7月上旬解放浙江全省(除舟山群岛外)。8月，攻克福州、兰州，湖南省和平解放。9月，在攻克西宁、银川之际，新疆省和平解放。九十月间，解放军在衡(阳)宝(庆)战役中重创国民党军白崇禧部主力，然后向广东、广西进军。至此，中国大陆大部分国土获得解放。
党和人民解放军在军事上打击国民党军的同时，加紧政治争取工作，策动国民党军政人员起义、投诚和接受和平改编的总人数达到188万，占整个解放战争时期歼敌总人数850多万的22%以上，对促进解放战争的胜利发展起了重要作用。党的地下组织、秘密党员，在进行瓦解敌军工作的同时，开展卓有成效的情报工作，及时准确地提供大量战略性、动向性的重要军政情报，为党的决策提供了重要依据；并在解放军逼近各城市时，组织群众保护工厂、机关、学校和人民生命财产安全，配合了解放战争在全国的胜利。长期战斗在隐蔽战线上的共产党人以及爱国人士对中国革命的贡献是不可磨灭的。
气势磅礴的人民解放战争，摧毁了国民党的反动政权，基本上完成中国民主革命反帝反封建最主要的历史任务。为赢得这场战争，人民解放军指战员牺牲26万人，负伤104万人。广大解放军指战员和人民群众创造了无数可歌可泣的光辉业绩，涌现出以董存瑞、刘胡兰为代表的一大批英雄人物。中国共产党领导的人民解放战争，是中国战争史和世界战争史上少有的威武雄壮的活剧。
