北满民主联军主力于5月21日，逼近长春近郊，并一度占领飞机场。长春城里闻到炮声，人心惶惶，美国领事馆匆匆撤离。当第1纵队主力正在攻打长春西关大兴桥时，接到总部急电：
“火速南下，包围四平。”
5月22日，第1纵队主力与第6纵队、邓华纵队等相继进抵四平城下。四平守将陈明仁见民主联军来势凶猛，而第71军的精锐部队几乎全被歼灭光了，当时四平主要是些杂牌保安部队，如果民主联军立即发起攻势，四平肯定是守不住的。陈明仁想撤退，但率这些杂牌部队出逃，可能会出现混乱局面而无法收拾。加上民主联军最擅长远距离奔袭，在路上遭到截击，就可能要全军覆没。两相比较，与其撤，还不如守。
陈明仁对林彪的战术也摸透了。围城打援，围城的兵力少，而打援的兵力多，在围城时向来是先扫清外围据点，把包围圈缩得小小的，再集中优势兵力和火力攻一两个突破口。如果林彪仍沿用老路子打四平，那么四平就有救了。当民主联军开始扫清外围据点时，由于投入的兵力不多，起码需要半个月，而这半个月陈明仁可以从容整补第71军被歼灭的第88师，加强城防工事。
陈明仁在抗战期间以打胜仗闻名于世。日本人守城很有办法，陈明仁为了克敌制胜，曾经研究过日军的各种攻守战术。现在陈明仁想借用日军守城的方法来对付林彪。
林彪果然沿用旧战术，首先分兵攻打四平周围城镇，单单不打四平，给了陈明仁20天时间。20天后的第71军不仅恢复了元气，而且比以前更难对付。陈明仁将士兵置于只能死守，无法后撤的阵地上，使不想拼命的人也不得不拼命，这就是兵法上说的“置之死地而后生”。
林彪对国民党军的各种战术也是了如指掌的，他认为这些战术在自己的战术面前不值一提。但他没料到陈明仁会抛弃国民党军的传统战术，搞了日本人那一套。恰好林彪在抗战期间没打过攻坚战，对日本人守城那一套没见识过。
6月14日，民主联军终于彻底扫清了四平外围据点。林彪在双城致电第1纵队司令员李天佑，令其担任攻城总指挥。原定攻城时间为下午2时，结果天降倾盆大雨，炮兵阵地因雨水浸泡，土质松软、塌陷，不得不冒雨加固阵地，至黄昏时大雨方住。
暮色快要降临了，城外的景致一片模糊，陈明仁举着望远镜最后一遍察看民主联军的阵地。
“军长，看架式，共军今晚可能要攻城。”第87师师长熊新民担忧地说。
“立即传令下去，注意隐蔽，共军马上就要开炮了。”陈明仁放下望远镜说。
熊新民说：“军长也下去吧，共军的炮火今非昔比，比当年日本人的火力还要猛。”
“我要亲眼看一看共军的火力到底有多猛。”陈明仁立在城墙上平静地说。
晚8时，大地开始颤抖，隆隆炮声振聋发聩，暗淡的天色突然被炫目的弹道映亮。陈明仁立在城墙上，炮弹在四周不断爆炸。
“军长，太危险啦！”熊新民从掩体中窜出，将陈明仁强行拖走。
“共军的炮火太强大了。”陈明仁感叹道，“我打了二十多年仗，这是第一次见识如此猛烈的炮火。唉！林彪的翅膀硬啦！”
在1946年下半年的停战期间，北满民主联军大抓炮兵建设，以朱瑞为首的延安炮校师生广泛收集原日军遗弃的大炮和弹药，他们在靠近苏联边境的原日军修建的要塞筑垒区掘出了大批炮兵装备，另外通过边境贸易从苏联进口了一批先进的火炮，苏军也暗中援助了一些炮兵装备。从三下江南战役开始，民主联军使用的武器不仅有原日本关东军的，也有苏联制造的先进武器装备。国民党军早就发现了这种情况，可他们不敢捅破这层窗纸，害怕一旦公开了这一秘密，苏联就不再遮遮掩掩，而干脆大张旗鼓干起来，这对国民党更加不利。当然，在东北战场上处于秘密状态的“苏械”，与“美械”相比，无论数量和质量都不可同日而语，只能是小巫见大巫。
蒋介石接到陈明仁的告急电，异常震惊。民主联军十几万人围攻四平，国民党守军只有3万多人，且大部为战斗力较弱的地方保安部队。四平的战略地位极为重要，倘若四平失守，不仅切断了中长线，而且会使长春、吉林等城陷入包围，后果不堪设想。
蒋介石当即电令杜聿明，限他于6月30日以前必须解四平之围。
此时，杜聿明的病情已经加重，他将郑洞国召去，强撑着病弱的身体来到作战室。他指着沙盘地图伤感地说：
“桂庭，我们俩不久前玩的游戏真的变成现实啦！”
“光亭兄，校长命我们6月30日前解四平之围。”郑洞国说，“如果沈阳部队倾巢出动，南满共军将乘虚而入，威胁沈阳。”
“是呀，我们必须先扫荡本溪共军，确保沈阳安全，才能北上解四平之围。”杜聿明说，“我身体不行，想让你帮我挑这副担子，先南后北，击溃本溪共军后北上夹击四平共军。”
“此计虽妙，但关键在于陈明仁能不能支撑到6月27日。”郑洞国说，“否则，形势就会急转直下，全局危矣！”
“也只能背水一战啦！”杜聿明无可奈何地说，“赌注就押在陈明仁身上，成败在此一举。”
6月20日，郑洞国亲率第53军主力，经过激战攻占了南满第4纵队守卫的本溪，巩固了沈阳门户。郑洞国随后赶到铁岭，部署兵力，开始北上解四平之围。
同时，孙立人率新1军主力由长春南下，企图配合郑洞国，南北夹击，与民主联军主力决战于四平城下。
此时，四平战斗正酣，到处是枪炮声，到处是白刃肉搏的场面。尸体堆满了街巷，血浆在烈日下凝固，像铺了一层红色地毯，战斗之惨烈泣鬼惊神。
根据林彪的作战计划，必须在三至五天内拿下四平。总攻的第一天，民主联军便迅速突破四平城墙，冲入市区。
刘亚楼兴冲冲地将前线发来的战报告诉林彪：“号称铜墙铁壁的四平城防被一举突破！”林彪悠闲地踱着步，对刘亚楼说：
“放手让李天佑指挥作战。”
三五天很快就过去了，四平仍在激战，李天佑的第1纵队伤亡太大，不得不退出战斗。第6纵队司令员洪学智接替指挥第6纵队和邓华纵队继续战斗。林彪再也无法悠闲，开始皱起了眉头，并且让刘亚楼密切关注和严厉督促部队作战。
四平之战越来越残酷，因国民党两路援军，南北对进逐渐逼近。民主联军不得不加强攻势，敌我双方伤亡惨重。
四平城区铁路以西地区已被民主联军全部占领。陈明仁的军部核心阵地也被突破，他的胞弟陈明信当了俘虏。陈明仁率残部继续坚守路东地区。眼看两万守军伤亡过半，陈明仁电告杜聿明，准备“以身殉国”。
激烈的巷战从15日开始一直没有停止过。陈明仁对巷战也有高招。他让人趴在过街天桥上，往街道撒黄豆，使冲过来的民主联军战士纷纷滑倒。然后街道两旁的楼房里伸出黑洞洞的枪口，于是街道上躺满尸体，淌满鲜血。
陈明仁的这一招曾在淞沪抗战中，对付过日本人。
巷战持续了11天，仍无结束。陈明仁已经做好了“以身殉国”的打算，第71军确实顶不住了。但洪学智、邓华他们的处境也越来越危险，国民党两路援军终于与担任打援的部队接上火了，而四平还有半座城在陈明仁的手里。
刘亚楼认为再坚持一两天，战局就会朝有利于我方的方向转化。
林彪反问道：“如果一两天内拿不下四平呢？”
刘亚楼还想辩解，林彪已下了决心：撤！
这一撤，救了陈明仁的命。其实，郑洞国和孙立人都被“围城打援”搞怕了，行动非常谨慎，走一步看三步。民主联军完全有足够的时间给四平守军最后一击。
但是，林彪比郑洞国还要谨慎，他怕拿不下四平，使全军陷于被动，因此，主动撤离战场。
6月27日，谨小慎微的郑洞国，通过无线电侦察，发现中长路以东近日来十分频繁的电波忽然终止了。由此，郑洞国判断共军主力正在转移，于是放开胆子开始向四平方向进击。
林彪对撤退战术尤其精通，他从山海关一直撤到松花江，每回都能在危险境地将主力安全转移，使时刻想寻他决战的杜聿明次次扑空。今非昔比的林彪更显得从容不迫，只虚晃一枪，假装围歼新6军，就将郑洞国主力调开了。然后，民主联军分批撤出战斗。
6月30日，蒋介石接到四平已经解围的电报，惊喜道：
“真是奇迹！陈明仁以劣势兵力顶住了比他强大六七倍的共军的攻击，这是黯然失色的黄埔将领中出现的希望之光。让陈明仁携夫人到南京，我要亲自为他授勋。”
当陈明仁携夫人到南京时，多疑的蒋介石听信了陈诚的谗言，不仅未能重用陈明仁，反而剥夺了他的兵权，给了他一个参议的闲职。当时有人举报陈明仁伙同部属贪污了大批库存的粮食。那是巷战正酣之时，陈明仁为了在城中抵挡潮水般四处泛滥的民主联军，情急之下打开仓库将一袋一袋粮食搬到街上筑垒工事。一些装有黄豆的麻袋使陈明仁得以步步为营，并上演了一幕“撒豆成兵”的好戏。据说战后这些粮食再也没有入库，而是被私分了。陈诚为何抓住这件事大做文章呢？
原来，陈诚嫌参谋总长的职务没有实惠，加上他在关内指挥作战屡战屡败，想到东北出出风头，同时可以捞点实惠。他认为杜聿明、陈明仁是他做“东北王”的障碍，因此，将他们设计“请”出了东北。
7月8日，杜聿明在民主联军夏季攻势的打击下，病情加重了，以重病之躯是无法应付东北日益混乱的局面的，加上国内舆论的压力，杜聿明决定离开东北，到美国治病。
杜聿明到上海后不久，恰逢母亲的生日，他没料到宋美龄亲赴上海祝寿，感动之余，接受了宋美龄的挽留，取消了出国的计划，以待康复之日，为蒋介石再度效命疆场。
8月3日，陈诚正式接替熊式辉的职务，并撤消了东北保安司令长官部，独揽东北党政军大权。陈诚来到东北，使国民党军的内部矛盾大大加深了。
第71军的将领全是陈明仁一手培植起来的。陈明仁一走，这些将领纷纷给老首长写信，向陈明仁表示，决不与陈诚合作，白为陈诚卖命的人不会有好下场。
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