共產黨考慮到飽受多年戰爭苦難的中國人民渴望和平，反對內戰，便因勢利導，提出“和平、民主、團結”三大口號，爭取通過談判途徑實現中國社會的政治改革，決定派毛澤東、周恩來、王若飛為代表，去重慶同國民黨談判。8月26日，毛澤東複電魏德邁：鄙人承蔣委員長三電相邀，赫爾利大使兩次表示願望來延，此種誠意，極為心感。歡迎赫爾利大使來延麵敘，鄙人及周恩來將軍可以偕赫爾利大使同機飛渝，往應委員長之約，以期早日協商一切大計。同一天，中共中央在《關於同國民黨進行和平談判的通知》中告誡全黨：現在蘇美英三國均不讚成中國內戰，我黨又提出和平、民主、團結三大口號，並派毛澤東、周恩來、王若飛三同誌赴渝和蔣介石商量團結建國大計，中國反動派的內戰陰謀，可能被挫折下去。國民黨在內外壓力下，可能在談判後，有條件地承認我黨地位，我黨亦有條件地承認國民黨的地位，造成兩黨合作（加上民主同盟等）、和平發展的新階段。在我黨采取上述步驟後，如果國民黨還要發動內戰，它就在全國全世界麵前輸了理，我黨就有理由采取自衛戰爭，擊破其進攻，堅決徹底幹淨全部消滅之，絕對不要被反動派的其勢洶洶所嚇倒。
8月28日，毛澤東、周恩來、王若飛在美國駐華大使赫爾利、國民黨政府軍事委員會政治部部長張治中陪同下，從延安飛抵重慶。國共雙方經過43天艱難的談判，於10月10日簽訂了《國民政府與中共代表會談紀要》（亦稱“雙十協定”），在和平建國的基本方針、政治民主化、人民自由、黨派合法等重大問題上取得了一致意見，諸如“中國抗日戰爭業已結束，和平建國的新階段即將開始，必須共同努力，以和平、民主、團結、統一為基礎”，“長期合作，堅決避免內戰，建立獨立、自由和富強的新中國”；“應迅速結束訓政，實施憲政，並應先采取必要步驟，由國民政府召開政治協商會議，邀集各黨派代表及社會賢達協商國是，討論和平建國方案及召開國民大會”；“政府應保證人民享受一切民主國家人民在平時應享受身體、信仰、言論、出版、集會、結社之自由”；“政府應承認國民黨、共產黨及一切黨派的平等合法地位”。
在談判過程中，盡管共產黨顧全大局，在某些重大問題上作了讓步（如許諾讓出海南島、廣東、浙江、蘇南、皖南、湖南、湖北、河南境內黃河以南等八個地區，將120萬人民軍隊縮編至24個師或至少20個師等），但是，蔣介石在涉及如共產黨領導的軍隊、解放區民選政府等問題上則借口統一“軍令”、“政令”，寸步不讓，甚至在談判期間還出兵進攻晉冀魯豫解放區。共產黨隻好組織軍民進行自衛戰爭。9月10日至10月12日，在晉東南上黨地區（今山西長治市）戰役中，殲滅國民黨軍3.5萬人。10月中、下旬，又連續發起平綏（綏遠）、津浦（徐州至濟南）、平漢（邯鄲）三個戰役，殲滅國民黨軍7萬多人。這些規模較大的殲滅戰，不僅有力地保衛了華北解放區，阻滯了國民黨軍深入華北、進兵東北的圖謀，而且有力地配合了重慶談判。
然而，“雙十協定”的墨跡未幹，蔣介石就背信棄義，向國民黨軍秘密發放1933年“圍剿”紅軍時編印的《剿匪手本》，下達進攻解放區的密令。其目的是：全部占領長江以南地區，重點奪取華北戰略要地和交通線，然後全部占領東北。為實現這一意圖，國民黨在美國幫助下加緊從西南、西北地區向華北和東北地區運兵布陣，搶占戰略要點。“雙十協定”簽字後，全國性內戰危機依然存在。
為了保衛抗戰勝利果實，共產黨針鋒相對，帶領解放區軍民認真落實“向北發展，向南防禦”的戰略方針。“向北發展”，就是完全控製已經解放的熱河、察哈爾兩省，並力爭控製東北；“向南防禦”，就是收縮南部防線，將人民軍隊撤到長江以北，鞏固華北以及華東、華中解放區，保證順利“向北發展”。為全麵貫徹這一方針，從各解放區主力部隊中抽調11萬人，並選派2萬地方幹部先期進入東北建立根據地。在華北則開展自衛戰爭，屢戰屢勝。特別是在邯鄲戰役中，采取軍事打擊與政治爭取相結合，促使國民黨第十一戰區副司令長官兼新八軍軍長高樹勳率部起義，開創了解放戰爭中國民黨軍整軍起義的先例。蔣介石迫於軍事受挫和政治輸理，隻好按照《雙十協定》規定的和平建國方針，召開共商國是的政治協商會議，並同共產黨談判簽訂停戰協定。