與此同時，第二機械化軍王耀武部直插大連，圍將大連旅順的日軍與錦州的日軍分為兩斷，第一摩托化集團軍栗x部向錦州以東直挺，擺開了架式，準備圍點打援，隻要沈陽的日軍敢西進，那麼，栗將軍就已張好了口袋等著他們，連皮帶骨把他們啃掉。
為了防守錦州，日軍在錦州外圍修築了大量的城防工事，由日軍中將佐佐木三郎統一指揮。
十一月二十五日，冒著漫天的大雪，第一機械化集團軍孫景福部以第五軍、附主力附坦克150輛，由城北向南擔任主要突擊；以第九軍附炮兵第一師由南向北，第八軍由東向西擔任輔助突擊。
各攻城部隊經過充分準備後，於11月29日發起戰鬥，至12月2日，北突擊集團攻占了城西北的合成燃料廠，城北的配水池、亮馬山、黑山團管區等據點，南集團攻占了炮台山、罕王殿南山、老爺廟東山，前出至女兒河北岸；東集團攻占了小紫荊山、百官屯、北大營，逼近東關。至此，我軍已控製了錦州外圍有利地形，錦州城已處於我軍俯瞰之下。
4日10時，各集團向錦州城發起總攻，先以猛烈炮火集中射擊城牆及附近的敵工事，打開了缺口。11時左右，南、北兩個突擊集團在炮火的掩護和坦克的支援下，發起猛烈衝擊，迅速突入城內，打退了敵步兵、坦克的多次聯合反擊。接著，後續梯隊源源跟進，向敵縱深發展進攻。隨後，東突擊集團也突破了城垣。各部采取穿插分割，迂回包圍等戰術手段，首先將敵插亂、割裂，然後以後續部隊在炮火，坦克的掩護下，以火力、爆破、突擊相結合的攻堅動作對固守據點的敵人實施攻擊。
7日拂曉前，各路攻城部隊先後在白雲公園、中央銀行地區勝利會師，殲滅了東北“剿總”錦州指揮所和第六兵團司令部，僅剩殘敵約1萬人固守老城。當日中午，第八軍及第五軍一部向該敵發起攻擊，激戰至18時，全殲殘敵。
與奪取錦州的同時，阻擊部隊也勝利地完成了任務。從11月20日開始，錦西、葫蘆島地區以及沈陽之敵在7架飛機、兩艘軍艦艦炮和數十門重炮掩護下，以5個師團的兵力，向錦西通向錦州的交通要隘塔山實施連續猛攻。
我第一摩托化集團軍打垮了敵人數十次衝擊，經7晝夜廖戰，殲敵一萬餘人，至錦州光複，陣地屹然未動。塔山阻擊戰的勝利，為主力攻克錦州贏得了寶貴的時間。
由沈陽出援的日軍久留米等三個師團11月28日開始由新民和遼中分路西進，我為破壞其援錦計劃，我第一摩托化集團軍在栗將軍的帶領之下，以一部在彰武東南地區，采取運動防禦，誘其向西北和向北前進，以主力在新立屯以東地區，堅決阻止其向錦州增援。
12日至13日，該敵先後進占彰武及新立屯以東一線後，聞知錦州失守，因懼怕被殲，徘徊於彰武、新立屯之間，未敢繼續前進，不但沒有起到救援錦州的作用，反而為我軍下步殲滅該敵造成了有利的態勢。
隨著錦州殘敵的掃清，第一機械化集團軍連續作戰，以坦克和裝甲車為先導，向著沈陽來援日軍的背後進行猛烈穿插，至12月20日，日軍久留米等三個師團五萬人，被包圍於彰武與新立屯之間，被圍日軍，已如落日殘陽，被殲，隻是時間問題了。