三大战役后，国民党仍不甘心失败。一方面妄图凭借残余的军事力量与其他地方势力，在长江南岸、边远省份继续抵抗；一面又设法玩弄“和平”阴谋，争取喘息时间，以求得逞。
1948年10月，美国大使司徒雷登向美国国务卿马歇尔提出建议，劝告蒋委员长退休，让位给李宗仁或者国民党内其他较有前途的政治领袖。11月9日，蒋介石致函美国总统杜鲁门，要求美国“给予增加军事援助，并发表关于美国政策之坚定的声明”，并派宋美龄赴美活动，但遭到冷遇，一无所获。此时，司徒雷登在中国公开进行倒蒋活动，桂系军阀也乘机逼宫。在这种内外夹攻形势下，蒋介石被迫于1949年元旦发表《新年文告》，声称在保存伪宪法、伪法统和反动军队的条件下，愿意与共产党“商讨停止战争、恢复和平的具体办法”。
蒋介石于1月21日发表文告，声称由李宗仁代行总统职权，与共产党周旋，自己则溜回老家奉化溪口，在幕后策划反革命部署。计划三至六个月时间，在江南重新组编训练200万军队，以图东山再起。
李宗仁代行总统职权后，继续进行“和平攻势”。1月24日，命令行政院实行“七大和平措施”：将各地“剿总”改为军政长官公署；取消全国戒严令；裁撤戡乱建国总队；释放政治犯；启封被封的报纸杂志；废止特种刑事条例，撤销特种刑事法庭；停止特务活动等。1月27日，李宗仁致电毛泽东，表示愿意“进行和谈”，并两次派代表前往北平与石家庄同中共领导人磋商。
李宗仁及其桂系“主和”，其意在逼蒋下台，使人民解放军停止军事进攻，以便划江而治，由桂系掌握半壁江山，与共产党平分秋色。但蒋介石在“引退”前，已采取措施控制实权，“引退”后仍坐镇溪口，牢牢握住党、政、军、特各要害部门，使李宗仁陷入既不能战，又不能和的困境。
3月8日，李宗仁迫使亲蒋的孙科下台，由何应钦接替行政院长职位。24日，行政院指定张治中、邵力子、黄绍、章士钊、李蒸为和谈代表（后加派刘斐为代表），以张治中为首席代表，组成南京政府的和谈代表团。李宗仁、何应钦就和谈问题，拟定了“和谈腹案”，国防部也拟定了“对国共停战协定最低限度之要求”，作为和谈的基础。其要旨在于“划江而治”，实现体面的和平。
4月1日，国共和谈在北平举行。双方代表经过11天交换意见后，于4月12日举行了第一次正式谈判。中共代表团提出《国内和平协定草案》，南京代表团提出40多条修改意见。15日举行第二次谈判，中共和谈代表团提出《国内和平协定》8条24款作为定稿，其中接受了南京代表团修改意见的大半，特别是对战犯问题、国民党军政人员处理问题作了较大的有原则的让步。规定以4月20日为最后签字日期。
对于这个协定，南京代表团表示愿意接受，并派黄绍和屈武携协定飞回南京，劝告李宗仁签字。李宗仁不敢做主，立即派人送至溪口请示蒋介石。在蒋的掣肘下，李宗仁于20日夜致电张治中，要他们向中共提出“临时停战协定”，并拒绝在和谈协定上签字。这样，国民党政府的“和平”阴谋宣布破产。
国民党在发动“和平”攻势的同时，调集了115个师，加紧布置长江防线，企图凭借长江天险阻止人民解放区南进。1月25日，蒋介石在溪口密策，决定把江防划为两个战区，从湖北宜昌至江西湖口以西，由白崇禧指挥华中军政长官公署所属15个军20万人防守；湖口至上海的长江防线及浙赣地区，由汤恩伯指挥京、沪、杭警备司令部所属25个军45万人防守。此外，还以第二海军舰队和280架飞机分属白、汤，配合江防。
人民解放军第二、三两大野战军七个兵团分为西、中、东三个作战集团，齐集长江北岸，四野一个兵团与地方部队10万人在武汉、宜昌、沙市等地展开正面攻击，牵制白崇禧，掩护渡江部队。4月21日晨，百万雄师，横渡长江。中路大军首先突破了安庆、芜湖间的防线，24小时内即强渡长江30万人。当日下午，两路大军突破贵池、湖口间防线。与此同时，东路大军也在镇江至江阴间发动了渡江攻势。国民党苦心经营的长江防线全线崩溃，南京城内一片混乱，总统府与行政院逃往广州。22日夜，国民党第二舰队司令林遵率艇25艘在南京东北江面起义。23日，人民解放军渡过长江，解放南京，统治中国22年的国民党南京政府宣告覆灭。
江防失陷后，国民党军向杭州、浙赣线与上海等地败退，解放军乘胜追歼。5月初，三野主力连克无锡、苏州、杭州，歼敌14万余人。二野主力向浙赣线推进，歼敌10万。5月12日，三野主力发起淞沪战役，歼灭守敌汤恩伯部15万人。27日，上海解放。当日成立了上海军管会与上海市政府，由陈毅兼任主任、市长。5月14日，四野第十二兵团和江汉、鄂豫军区地方部队在武汉以东的团风至武穴间突破防线，渡过长江，白崇禧部队败退湖南。16日，解放武汉，22日，解放南昌。
渡江作战，先后解放城市120余座及苏、浙、皖、闽、赣、鄂等省的大部地区或部分地区，歼敌40万，为解放华南、西南创造了有利条件。在此期间，华北解放军先后肃清了太原、大同、安阳、新乡等敌人据点，解放了华北全境。5月20日，西北解放军攻克西安。
渡江战役后，各路大军向西北、西南、华南进军。
在西北地区的第一野战军（包括改归一野建制的原华北十八、十九兵团）与西北军区部队，在彭德怀、贺龙领导下，以“牵马打胡、先胡后马”的方针，打破了胡（宗南）马（马步芳、马鸿逵）联合。6月再克宝鸡，8月发动秦岭战役，打开南进大门。此后，贺龙率部入川，彭德怀率主力西进。8月26日解放兰州，9月5日解放西宁，23日解放银川，全歼二马部队。9月19日，国民党西北军政长官公署副长官兼绥远省主席董其武率部五万人通电起义。25至26日，新疆省警备司令陶峙岳、省主席鲍尔汉也先后通电，率部10万人起义。10月20日，一野王震兵团进驻迪化（今乌鲁木齐）。至此，西北全境解放。
在华东地区，第三野战军于8月17日攻克福州。10月17日攻克厦门，除台湾与沿海岛屿外，华东全境解放。
华南地区，集结着国民党军白崇禧集团，根据毛泽东制定的大迂回、大穿插、断其后路、包围聚歼的作战方针，从7月份起，第四野战军发起进攻。8月4日，国民党湖南省主席程潜和第一兵团司令陈明仁宣布起义，长沙和平解放。9月发起衡宝战役，白部败退广西。解放军自赣粤边南下，10月14日解放广州。11月初，四野主力及二野四兵团分三路进攻广西。22日攻克桂林，12月4日攻克南宁。至此，除海南岛外，华南全境解放。
在西南地区，敌军防守的主力是胡宗南部与川康地方残军。从11月1日起，第四、二、一野战军联合发动了围歼战。15日攻克贵阳，兵临川东南，11月30日解放重庆。12月9日，国民党云南省主席卢汉，西南军政长官公署副长官邓锡侯、潘文华，西康省主席刘文辉分别在昆明、彭县通电起义，云南、西康和平解放。27日攻克成都。至此，除西藏外，中国大陆全部解放，国民党残余政权退踞台湾。
