在上述作戰原則指導下，中央軍委具體擬定了南北兩線作戰計劃。
南線（中原、華東和晉冀魯豫戰區）三軍挺進津浦路徐（州）浦（口）段協同作戰；北線（晉察冀、晉綏戰區）聯合奪取“三路”（平漢路北段、同蒲路北段和正太路）“四城”（石家莊、保定、太原、大同）。
在南線：中原野戰軍在李先念、鄭位三指揮下，克服極端困難，勝利完成戰略轉移，鉗製蔣介石的正規軍30多個旅，不僅保存了有生力量，而且支援了華北、華中野戰軍。粟裕、譚震林指揮華中野戰軍，每戰集中絕對優勢兵力打敵一部，在蘇中地區七戰七捷，殲滅國民黨軍5萬多人，從戰略上配合了山東野戰軍和晉冀魯豫野戰軍。在陳毅、粟裕指揮下，山東野戰軍和華中野戰軍發動魯南戰役，攻打駐守嶧縣、棗莊一帶裝備精良的國民黨軍，殲敵5.3萬人，創造了以劣勢裝備殲滅機械化部隊的經驗。魯南戰役後，這兩大野戰軍又組織萊蕪戰役，殲敵5.6萬人。劉伯承、鄧小平指揮的晉冀魯豫野戰軍先是向隴海路中段開封至徐州一帶發起攻擊，殲敵1.6萬人，迫使南線國民黨軍抽兵回援。隨後進行定陶戰役，殲敵1.7萬人，對扭轉南線戰局作用很大。在北線：主要的作戰目標是平綏、同蒲兩條鐵路交彙處的大同地區，由晉綏野戰軍和晉察冀軍區承擔。按照中央軍委確定的計劃，先集中兵力奪取大同，再取石家莊、保定，最後取太原。賀龍、李井泉和聶榮臻指揮晉綏野戰軍及晉察冀軍區部分武裝先發起晉北戰，攻下朔縣、繁峙等城，逼近大同。隨後發動大同、集寧戰役，曆時一個半月，殲滅國民黨軍1.2萬人。接著又排兵布陣，鉗製北平地區國民黨軍，保衛晉察冀解放區首府張家口。與此同時，林彪、羅榮桓執行堅持南滿、鞏固北滿，南北密切配合的作戰方針，先後指揮東北民主聯軍進行了新開嶺戰役和三下（鬆花）江南戰役、四保臨江戰役，殲滅國民黨軍4萬餘人。這些戰役，對於扭轉戰略防禦時期的戰局作用很大，粉碎了蔣介石“南攻北守、先南後北”，分別吃掉東北戰場的圖謀。
從1946年6月到1947年2月，人民解放軍先後消滅國民黨軍71萬餘人，迫使捉襟見肘的蔣介石不得不放棄全麵進攻，改為向陝甘寧解放區和山東解放區的重點進攻。中央軍委指示全軍繼續執行積極防禦的戰略方針，抓住戰機，在陝北和山東戰場誘敵深入，集中優勢兵力，分批殲滅國民黨軍，為轉入戰略反攻創造有利條件。
1947年3月，國民黨軍集中25萬兵力，從南、西、北三麵進攻以延安為中心的陝甘寧邊區。根據中共中央的戰略部署，隻有2.6萬人的西北野戰軍（前身為西北野戰兵團），在彭德懷、習仲勳指揮下，掩護延安黨政軍民安全轉移後，於3月19日主動撤出延安。毛澤東、周恩來、任弼時等率中共中央和人民解放軍總部留在陝北，指揮西北和全國的解放戰爭；劉少奇、朱德、董必武等組成中央工作委員會，前往華北開展中共中央委托的工作。彭德懷等相繼發起青化砭、羊馬河、蟠龍鎮戰役，三戰三捷，殲滅國民黨軍1.4萬多人，扭轉並穩定了陝北戰局，為打破蔣介石重點進攻陝甘寧邊區取得了良好開局。
山東野戰軍和華中野戰軍合並為華東野戰軍後，在陳毅、粟裕、譚震林指揮下，在山東臨沂以北山區發動孟良崮戰役，殲滅號稱國民黨軍“五大主力”之一的整編第七十四師3.2萬人，擊斃師長張靈甫。這次戰役，在蔣介石最強大的進攻方向，打擊了蔣介石最精銳的部隊，迫使其不得不中斷對山東解放區的重點進攻。
與此同時，晉冀魯豫野戰軍先後發動了豫北攻勢和晉南攻勢，殲敵5萬餘人。晉察冀野戰軍在石家莊外圍及正太路東段發起攻勢，接著又打響青（縣）滄（縣）戰役和保北（保定以北徐水、固城等地）戰役，共殲敵5萬人，打通了晉察冀和晉冀魯豫兩個解放區。東北民主聯軍發動夏季攻勢，殲敵8萬人，把國民黨軍擠壓在中長路四平南北一段和北寧路沈陽至山海關一段狹長地帶。這樣，人民解放軍在戰爭第一年，通過內線作戰，共殲敵112萬人，解放和收複縣以上城市288座，不但粉碎了國民黨軍的全麵進攻，也擊退了他們的重點進攻，使整個戰局從戰略防禦向戰略進攻發展。