毛泽东和中央军委在《关于平津战役的作战方针》中给东野规定了明确的时间，必须在12月25日以前完成对北平、天津、塘沽、芦台诸点的分割，隔断其联系。而东野大军陆续到达冀东玉田地区的时间大多在12月15日左右，为了完成军委的任务，大多数部队不可能有多少休整的时间，必须立即行动。为此，林彪和罗荣桓特地告诫各纵队负责人，必须发扬不怕疲劳、连续作战的精神，按预定的时间和预定的路线行动，绝不能马虎。这样，为了在最短的时间内对各重要据点进行切割和分隔，东野的各个纵队按林彪命令奔向了各自的进攻目标。
五纵、三纵、十纵、十一纵和华北七纵的任务是对北平四周进行战略包围，切断其与其他据点的联系。
五纵和三纵是东野大军入关的先头部队。五纵在司令员万毅、政委刘兴元的率领下，于11月23日从义县、阜新、彰武地区出发，由喜峰口入关，12月10日就到达了冀东的蓟县和三河地区。由于这时东野先遣兵团即二兵团已经投入了支援平绥线的战斗，在怀来和康庄一线堵截围攻敌一零四军和十六军。为了保证二兵团的作战顺利，林彪命令最先入关的五纵和三纵不能休整，待部队集结完毕之后，立即出发向西开进，插入北平和南口、怀来之间，阻击从北平增援南口和怀来的敌人，也阻击从南口和怀来退回北平的敌人。而且，五纵必须在12日凌晨到达南口以南位置。万毅没有安排部队休息，就在10日下午6时率军出发了。十三师连续26小时强行军140公里，于12日上午10时到达了沙河、满井地区，正遇上南逃的十六军一零九师的残敌和交警第十三总队。我十三师与敌人战至下午2时，将敌人击溃。十四师则较为顺利地一路占领了昌平、南口、八达岭这一片地区，完成了隔断平张线的任务。
就在这时，五纵得到了中央军委和东野总部的命令，要他们以全力切断宛平和丰台敌人的退路，抢占丰台，并协同南边的三纵切断敌人南逃的道路，从南边和西南边包围北平。这其中，最重要的任务是同三纵一道攻占北平西南方向的重要据点丰台和南边的南苑机场。如果占领了丰台和南苑，我军就基本完成了对北平的包围，因为东边和北边已经是我军的天下。这一任务还有一个重要之处是，丰台是北平的重要铁路枢纽，也是傅作义华北“剿总”的联勤总部（按：相当于现在我军的大军区后勤部）所在地；南苑机场是当时北平最重要的空军基地，最重要的机场。如果把丰台和南苑占了，不仅能缴获大量的武器物资，更重要的是切断了敌人从地上和空中的最重要对外通道，不仅隔断了北平敌人和天津、保定之间的主要联系通道，也堵住了北平敌人的南逃之路。
五纵得到命令之后，首先到了清河，前边就是国民党军队的控制区了。如果要到达丰台，在他们前面有两道敌人的防线：第一道是圆明园、红山口、香山一线，第二道是田村、黄寺、新北京和石景山一线。
第二道防线实际上已经到了敌人的里层防线，有点钻进敌人心脏的味道了。万毅司令员安排十三师从左路前进，经圆明园、红山口、颐和园一线突破，向田村、新北京进攻，直插丰台；十四师从右路前进，从卧佛寺北山、玉皇顶一线突破，经石景山、古城直插宛平、卢沟桥；十五师担任二梯队，随十三师前进；独立九师为预备队，随十四师前进。由于十三师的担子最重，实际上是在担任主攻，所以五纵的副司令员吴瑞林便和十三师一道行动。
吴瑞林（1915—1995年），四川巴中人，1928年加入中国共产主义青年团，1932年参加红军，同年加入中国共产党。土地革命时期，他一直在川陕革命根据地和红四方面军中工作，担任过川陕甘少年先锋营营长、少共先锋团政委、红四方面军政治部共青团团委副书记、中共大金省委组织部部长、大金省干部大队大队长兼政委，参加了长征。抗日战争时期，任中共鲁南地区临时特委书记、八路军山东纵队二支队政委、中共泰山地委军事部部长、鲁中军区一分区司令员、山东军区警备七旅旅长兼政委。解放战争初期进入东北，先后任辽东军区参谋处处长、安东军区司令员、辽南军区司令员、东北野战军五纵副司令员、第四野战军四十二军军长。新中国成立之后，任中国人民解放军海南军区司令员、海军南海舰队司令员、广州军区副司令员、中国人民解放军海军常务副司令员。1955年被授予中将军衔。
出发之前，吴瑞林向十三师的师团级干部做了详细交代，这次行动的主要目的是用掏心战术以最快速度攻占丰台，与南郊的兄弟部队会师。所以，路上不要恋战，要快速挺进。凡是前卫部队在前边打响了，后面的第二梯队立即自动变成前卫，继续前进。如果在途中失掉了联系，就自己想法奔往丰台。
十三师的三十七团打前锋，只进行了一次冲锋，就攻占了红山口，消灭了敌人的保安十六团，与红山口相对的望儿山上的敌人急忙逃进了颐和园。过了红山口不久，前面一个通信员前来向吴瑞林报告，说在西边看见敌人的飞机场，还有飞机，请示打还是不打。吴瑞林想到“抢占丰台”的命令，“抢”字最重要，就命令通信员回去告诉前卫营，不要管飞机场，急速前进。
三十九团过了西郊名胜香山，再往前走，就是天下闻名的颐和园了。部队的绝大多数官兵都是第一次到颐和园，甚至是第一次听到颐和园这个名字，眼见面前红色宫墙之中的金碧辉煌和满山苍翠，打前卫的干部都不知如何是好，要不要打进去。当他们向当地老乡了解情况时才知道，国民党军队在颐和园中驻了一个步兵营和一个炮兵营，万寿山上挖有战壕，用钢筋水泥加固的若干古代建筑就是用作防御的碉堡，昆明湖边上架有大炮，国民党军队的官兵就住在佛香阁、玉澜堂、知春亭、仁寿殿等殿阁里。当三十九团团长张景耀、政委郭宝恒和先锋营营长王树礼一起正在考虑如何攻进颐和园、消灭里面的敌人，而又要不要把那么漂亮的建筑保护下来时，通信员飞马赶到，还未下马就在高声喊道：
“停止进攻！”下马以后，通信员传达了五纵首长刚才在青龙桥得到的东野总部的紧急命令：为了保护文物古迹，不准打颐和园，部队从颐和园两边绕过去。张景耀团长立即下令，停止对颐和园的进攻，部队从颐和园的西边绕过去，直奔田村。
张景耀和他的战士们并不知道，通信员传达的紧急命令乃是出于毛泽东的重要指示。就在不久前，毛泽东在一份文件上做了这样的批示：不准在故宫、颐和园、金銮殿前拴马。
毛泽东的这一重要批示，实际上表明了毛泽东一心要保护北平这个我国最著名的历史文化名城的战略意图。
五纵在12月13日攻打红山口这一仗，不是大仗，但却是多年来我军主力在北平附近所打的距北平市区最近的一仗。当部下将红山口之战和解放军过了颐和园的情况向傅作义报告之后，无论是在傅作义心中，还是在傅作义的华北“剿总”司令部中，都引起了极大的震动。之所以会引起震动，是因为有一个特殊的情况：如果五纵打过了田村，下一个目标很可能就是华北“剿总”司令部，因为华北“剿总”司令部的位置就在田村以南的新北京。
“新北京”这个名称，今天的北京人已经不知道了，它就是今天北京的五棵松到公主坟地区。抗日战争时期日本人占领北平时，在那里修建了一片新的兵营，就把它叫作“新北京”，当时的日军司令部和很多高级军官都住在那里。傅作义从张家口到北平就任华北“剿总”总司令以后，一直不愿在城内居住，而把华北“剿总”司令部就设在那里的兵营里。他自己的嫡系部队也不准住在城内，全部住在西郊。他还坚持多年来晋绥军的老传统，全军官兵一律布衣布鞋，军官都不准穿呢服、皮鞋。用傅作义的话说，所有这些，“这是为了保持艰苦奋斗的传统，防止部队腐化”。可是，今天的情况太特殊了，解放军已经打到司令部的北边来了。作为久经沙场的傅作义心中很清楚，最近在北平郊区的战事，并不是解放军就要攻入北平，而是要对北平进行包围，要将北平与外界隔断。但是，枪炮已经打到了司令部的门口，这无论如何不是一件好事。他可以派部队在田村布下防线，阻挡解放军的进攻，可是今后如何在枪弹之下办公呢？想来想去，只有搬家，把司令部搬进城中心去。
按照司令部参谋长李世杰的建议和安排，傅作义同意把司令部立即搬进中南海，因为那里既适中，房子又多，还不受居民干扰。原来的国民党北平行辕设在那里，北平行辕撤销以后，里面还有少数家属。只要把这些家属搬走，就可以把司令部搬进去。
就这样，傅作义的华北“剿总”司令部就在一片忙乱之中搬走了，也可以说是被我军的进攻赶走了。就在搬走之后十几分钟，我十三师三十七团三营就赶到了。战士们满以为要在那里打一场硬仗，然后砸碎敌人的司令部，没有想到敌人的司令部已经撤走，剩下还有没来得及撤走的200多敌人也无心抵抗，在被我军炸掉了几辆装甲车和几辆汽车之后，就缴械投降了。战士们没捞上仗打，心中很不乐意。最大的收获，是敌人还遗留下40多辆坦克和装甲车，由于缺乏燃油，全都丢在那里，成了我军的战利品。
北平和平解放以后，傅作义和我军原东野的一位领导人说过这样一段话：“五棵松那天晚上，我就坐在战车上。天气很冷，我披着一件大衣。你们的吆喝声我都听见了。你们当时是怎样打的，我没有看见，因为我已经先走一步了。”
虽然把司令部搬到了中南海，傅作义心中并没有稍安一点。他从解放军的行动方向看得出来，解放军从北平西边向南插，其主要目标当然不是他的司令部，而很可能是重要的交通枢纽和物资集散地丰台。既然丰台是解放军进攻的主要目标，解放军就是有备而往，目前丰台的守军是绝对不可能守住丰台的。如果仓促增兵，也没有一定把握。更何况这时仓促调动部队，反而有可能给解放军造成可乘之机。于是傅作义做出了一个大胆的决定，命令丰台的守军立即撤回城内，让解放军占领丰台，在这期间观察解放军的兵力和守备，然后趁解放军占领丰台之后立足未稳和正在松懈休息之时，组织部队重新攻占丰台。至于丰台的大量物资，傅作义相信解放军是不会销毁的，短期内也是不可能搬走。
不过，傅作义对我军的行军速度估计过低。当他要丰台驻军撤退的命令下达之时，我五纵十三师已经逼近了丰台。为了能顺利攻占我军的主要目标，吴瑞林副司令员走在部队的最前面。
12月14日，在吴瑞林的指挥下，十三师三十七团经大井对丰台的敌人发起正面强攻，三十九团从右路攻击小井、周庄，三十八团作为预备队。我军进行了一次猛攻，就把丰台拿了下来。因为这时的丰台守军只有一零一军的一个旅，一零一军是不久前才由傅作义将孙连仲的残余部队改编的，驻守丰台的这个旅则是由地方部队拼凑起来的，战斗力不强。与此同时，我五纵十四师攻占了宛平和卢沟桥，十五师到达了广安门西南地区，都消灭不少敌人。至14日下午，丰台地区完全被我军占领。
北平西郊的若干据点在一两天之中就完全被我军攻占，西郊的形势也就完全被我军控制，连堂堂华北“剿总”的司令部也被迫急忙搬家。
更重要的是，北平城中敌人向外逃走的主要通道被我切断了。这对于傅作义来说是极为难堪的，也是相当危险的。为了稳住北平，鼓舞士气，按他的预定计划，他决心要在我军立足未稳之时夺回丰台，打一个胜仗。为此他亲自组织，集中了7个师的兵力，100多门火炮，在坦克、装甲车的支持下于12月15日向丰台进攻。这一天，在战场上担任指挥主攻的是九十二军军长黄翔。
九十二军原来驻在天津，不久前才被傅作义调来北平加强防务，是一个全部由美援装备的机械化军，在华北中央军系统部队中，九十二军和九十四军可以算得上是两支战斗力最强的主力部队。九十二军军长黄翔出身黄埔，颇为自负。在他眼中看来，傅作义给他的“务必连夜夺回丰台”的任务是对他的信任，他的九十二军决不会如杂牌军一零一军打得那样糟。为了给傅作义亮一手，他把两个主力师二十一师和五十六师一同投入了战斗。
这一仗是我五纵原来已经预料到的，因为他们估计敌人不会对丰台的大批物资置之不理，很可能会反扑，所以在攻下丰台之后万毅立即召开了各师干部会议，布置如何对付敌人的反扑。会议决定，十三师以丰台镇为中心，构筑纵深防御阵地；十四师一部分向前伸，配合十三师，一部分在宛平以东作为二梯队；十五师协同十三师防守丰台；独立九师作为预备队。纵队炮兵团在七里店和周家庄地区建立了发射阵地，着重支援十三师。会后，各部立即利用地形修筑工事。
在黄翔的指挥下，第一次进攻投入了7个师的兵力，进攻的重点是丰台镇。黄翔用了4个师来进攻十三师的阵地，又用了3个师来进攻十五师和十四师的阵地。对于刚经过了辽沈决战的五纵将士们来说，打敌人的坦克、装甲车已经有一定的经验。所以，当敌人向丰台发起进攻时，五纵的将士们沉着应战，采取把敌人放到近处来打的战术，先用轻重机枪打步兵，再用爆破筒和炸药包对付坦克和装甲车。十三师打得最苦，有的连队干部全部伤亡，全连只剩下20多人仍然坚守阵地；有的连队把弹药全部打光，全凭着拼刺刀守住了阵地。敌人在15日这一天发起了7次进攻，仍然没有取得进展，还损失了十几辆坦克和一列装甲列车。
为了改变九十二军攻打丰台没有进展的局面，16日这天，傅作义增加了一个炮兵团，又把另一支中央军系统的主力部队九十四军的两个师也调了上去，让九十二军和九十四军一道向丰台进攻，并有坦克和装甲车参战。我军打得十分艰苦，有的连排基本上打光了，有几个团的团级干部也上第一线和敌人拼杀，全天有60多个团以下的干部伤亡，三十七团的政委张同新牺牲，三十八团的团长翟秉涛负重伤，全纵队伤亡达1770人。但是，五纵硬是将敌人顶住了。一天下来，敌人仍然未能取得什么进展。实在无奈，傅作义只得把队伍撤了下来。当然，傅作义撤兵还有一个原因，是南边的南苑也出现了险情。
攻打南苑机场的是由韩先楚司令员、罗舜初政委率领的东野三纵。
三纵在不久前的辽沈决战中多次担任主攻，打了几次恶仗，立下了赫赫战功，但部队的伤亡也高达一万多人，是东野各纵队中伤亡最大的。虽然在入关前和入关途中，补充了8000多名新兵（其中包括6700多名翻身农民、1300多名解放战士），也还没有满员。但是，在中央军委的一声命令之下，他们仍然迅速入关了，而且还是走在最前面的两个纵队之一。
三纵11月23日傍晚从锦州出发，按急速、隐藏的要求，夜行晓宿，取捷径，走山道，从冷口入了长城，于12月7日到达指定地点丰润、玉田地区。东野总部原来是要三纵和五纵一道经北平北面插入南口、怀来和北平之间，后来中央军委又命令三纵进至北平的东面，切断平津铁路和平津公路，防止北平的敌人南逃。12月13日，三纵从香河地区出发，先到了北平东边的通县东南，切断了北平敌人在东南方的对外联系，扫荡了北平东南方的敌人据点，完成了在东南方对北平的包围。
12月15日夜间，三纵接到东野总部的命令，为了减轻五纵在丰台的压力，要他们立即插到南苑，向南苑机场发动进攻。韩先楚要参谋长何振亚迅速组织侦察兵搞清楚南苑机场内部情况，以便尽快发起攻击。何振亚把这一任务交给了七师的侦察连。七师侦察连一排抓到了驻守南苑机场保安团的一名排长，这个排长给侦察连画了一张机场平面图。与此同时，七师侦察连的二排又钻过机场的铁丝网，潜入到了机场里边。所以，当七师在何振亚的指挥下向机场发动进攻时，侦察兵们来了一个里应外合，南苑机场就这样被我军轻松地拿了下来，缴获了飞机十几架和大量军用物资。傅作义曾经命令黄翔率九十二军反攻南苑机场。黄翔的确也带九十二军的五十六师来反攻了一下，如同他去攻打丰台一样，根本攻不进去。三纵只用了一个团的兵力就把敌人的两个团给打退了。黄翔在对丰台和南苑的进攻中都毫无战果，屡攻不下，为了保存实力，他在给“剿总”参谋长李世杰打了一个“共军顽强，我军疲劳，不宜再战”的电话之后，就把部队撤回了广安门。
南苑机场丢了，西郊机场被解放军控制了，从此，北平城内到外界的空中通道就只能靠在城内的天坛和东单临时辟建的简易机场了。
由于我军早已占领了北平东面的通县、大兴、廊坊，北面的怀柔、密云等地，如今西面和南面又被我军占领。截至12月17日，我军就已完成了对北平的合围。
在五纵攻占丰台之前，东野的先遣兵团二兵团就占领了重要据点南口。程子华司令员将四纵留在南口，指挥十一纵逼近北平西郊，在西直门外和敌人打了一仗，将敌人想攻出城的坦克车队击退，解放了西郊包括清华大学和燕京大学在内的一大片地区，部队受到了两所著名学府师生的热烈欢迎，很多反蒋爱国进步人士都来到了这里，北平城内不少人都把这一片区称为“解放区”。
紧接着，十一纵南下宛平，攻克了石景山。石景山是当时北平最重要的工业区，驻有敌人正规军的一个团和若干警察。十一纵在战斗中不仅消灭了敌人，而且保护好了石景山发电厂、炼钢厂等重要工业设施，连炼钢厂的十几辆汽车都保存完好，一辆未动，故而受到了中央军委通令嘉奖。当时，石景山发电厂已经停止向北平城中送电，使得北平城中夜晚一片漆黑，自来水断流，电车停驶（当时的北平，电车是城内的主要公共交通工具）。为了照顾北平城内广大群众的正常生活，我军占领石景山发电厂后，即恢复向北平城内正常供电，受到了人民群众的普遍欢迎。当然，从另一个角度说，从这时起，北平城内有电无电、有水无水（当时石景山发电厂是北平唯一的发电厂，而自来水公司也依靠石景山发电厂的电力），也就完全控制在我军的手中了。