為了挽救失敗的命運，胡宗南於12月22日在新津召開軍事會議，會議的中心議題是研究向南突圍問題。胡宗南首先講道：“不言而喻，我們現在的處境十分險惡。但戰也是死，我們不能做領袖的逆臣，而是要做頂天立地的男子漢。現在隻有一條生路，就是打出去，打到西昌去，到了西昌就有辦法。在那裏，以雲南、緬甸為靠背，進可攻，退可守。不然就死無葬身之地了。”緊接著，胡宗南的參謀長羅列對突圍西退作戰進行了具體部署。即第五兵團指揮第一、第三、第三十六軍及第二十四師向西昌、第十八兵團指揮第九十、第六十五軍向雲南昭通；第七兵團指揮第七十六、第十七軍向貴州威寧；第十五兵團統一指揮第二十兵團，第七十九、第一二七、第二十軍殘部先由成都向東，爾後轉向貴州畢節；各部統一於23日22時開始行動。突圍部署完畢後，各部著手突圍準備。23日深夜，國民黨軍各部按照突圍計劃開始行動，但是，在鄧小平、劉伯承指揮下的我人民解放軍各部早已做好了反敵突圍的作戰準備，正嚴密包圍和監視著被圍之敵的動靜，所以，突圍之敵剛一行動便遭到了猛烈的抗擊，一些覺得突圍無望的國民黨軍高級將領在我政治攻勢的感召下宣布起義或投降。如第二十兵團司令官陳克非、第十五兵團司令官羅廣文率部分別在郫縣、安德宣布起義，而第五兵團司令官李文及成都防衛司令兼第三軍軍長盛文，害怕突圍意圖被暴露，遂命令各部停止行動，並於24日重新調整部署；以第五兵團組成中央兵團，率第六十九、第二十七軍沿新（澤）邛（崍）公路向邛崍突圍；以第十八兵團為右路兵團，率第六十五、第九十軍、第三十六軍的第四十八師，由雙流向邛崍突圍，在邛崍與第五兵團會合，爾後向雅安方向發展；第一軍為左路兵團，沿新邛公路以南向蒲江突圍，到達蒲江後，以一部進占丹棱，掩護左側兵團的突圍行動；成都防衛總司令盛文，率第三軍及第三十六軍第一六五師為左側兵團，在第一軍後向蒲江以北突圍，另留第二十四師於新津擔任掩護；其餘原西安綏署之特務團、炮兵團、輜汽團等部5000餘人也隨同第三軍一起突圍。
其實，在我人民解放軍的各路大軍包圍成都之時，胡宗南曾多次向蔣介石表態要“要守成都”。而真到兵臨城下，又向蔣介石發出急電要求撤退：（一）將西南軍政長官公署的高級人員以及主要職員，帶同重要文卷檔案及電台等，乘飛機往西昌；（二）集中兵力往雅安、蓑衣嶺和雷（波）馬（邊）屏（山）峨（邊）地區三個方麵突圍，目標是雅安、西昌、瀘定和雷波。胡宗南要棄成都而逃的電報，蔣介石不得不批準，要胡宗南率部突圍，而胡宗南卻深知“率部突圍”這四個字意味著什麼，於是就在召開完軍事會議之後的第二天，對部屬連招呼也不打，便率先退逃了。24日下午，國民黨軍開始分路向西突圍。其先頭部隊突圍到邛崍以東的高山鎮、固驛鎮一帶時，與我人民解放軍第十二軍接火，遭到我軍頑強阻擊。正值此時，敵第七兵團司令官裴昌會率部1.8萬人於25日在德陽宣布起義，其它歸胡宗南指揮的第十五、第十六、第十八、第二十兵團也都接踵起義，第十八兵團司令官李振率第六十五軍按兵不動，李文隻好以其所能指揮的七個軍繼續向西突圍。25日，鄧小平和劉伯承又命令第三、第五兵團堅決圍殲逃敵。“胡匪部現向西南突逃，其由溫江經崇慶逃退者，今日(25日)到大邑（我在大邑之十二軍撤集邛崍）附近，其它原新津地區之敵，亦已棄城逃跑（我十軍一部，今年占新津）。另敵先頭一部（俘供係五兵團），今年突至蒲江以北。現我第一線之十二軍、十六軍、十軍及十八軍主力正於邛崍、蒲江、新津弧形線上圍殲該敵。十一軍即刻位新津以東至簡陽堵擊可能南逃之敵。”
根據敵主帥胡宗南已南逃到海南，幾個兵團的部分部隊又臨陣起義這樣一種戰場態勢，鄧小平和劉伯承分析判斷道：“胡匪所部有於日內即行突圍逃竄或解體之可能。”有鑒於此，他們馬上又指示道：各部隊應即多方迅速切實查明當前敵人之動態，如其突圍時，則應適時適地於野戰中捕殲之，如其仍固守頑抗時，則應以各種方法爭取瓦解，並速作有效之組織的進攻準備，以便適時受降和誘導起義與多方捕殲可能潰竄之散匪。部隊根據劉鄧首長的指示，立即調整了部署，扼守大邑的第十二軍第三十四師向邛崍與主力靠攏堅守桑園鎮、童橋、高山鎮、固驛鎮及邛崍東南一帶高地，堅決阻止國民黨軍南逃；第十六軍由蒲江進至複興場、壽安場之線，第十八軍的第五十三師趕至壽安場；第十軍占領新津後，以主力出大邑，第十一軍向雙流出擊，以做好圍殲逃跑之敵於新邛公路南北地區的準備。各部隊按調整的部署開始行動，第十二軍在邛崍地區頑強抗擊了國民黨第三個軍的連續進攻，粉碎了其突圍企圖；與此同時，第十六軍於25日在吳山鎮截住了國民黨軍三個軍；第十軍向新邛公路疾進，第十一軍由東向西直趨雙流、新津，第十八軍第五十三師也以勇猛的行動直插新邛公路。26日早，一切準備就緒的解放軍各部全線發起攻擊，經兩天激戰，至27日即全殲國民黨軍第五兵團等部七個軍。俘兵團司令官李文以下5萬餘人。成都戰役勝利結束，國民黨在大陸的最後一支主力——胡宗南集團的30萬人被徹底殲滅。這一勝利的取得，正是鄧小平和劉伯承堅決執行毛澤東的戰略指導思想，出敵不意地以大包圍、大迂回，突然俯擊敵之側背，斷其退路的戰略方針的結果，也是正確運用兵貴神速，先機製敵的作戰指揮謀略的結果。