10月下旬，第四野战军前委为了保障野战军主力进军广西时的侧后安全，并配合第二野战军进军西南，决定以位于湘鄂西地区的第四十二、第四十七、第五十军及湖北军区独立第一、第二师共9个师的兵力，在湖北省军区首长统一指挥下发起对宋希濂部作战，求歼其主力于鄂西地区。根据这一情况，第二野战军首长决定以第五兵团附第十军按原部署直出贵州，以第三兵团主力首先会同第四十七军等部在湘鄂川边地区围歼宋希濂部，尔后再四出江津，与第五兵团协同作战。
11月1日，我第二野战军第五、第三兵团和第四野战军第四十二、第四十七、第五十军等部在南起贵州天柱，北至湖北巴东约500公里的地段上向敌实施多路攻击。此举完全出敌意料，贵州境内之敌第十九兵团和位于湘鄂四地区的宋希濂部猝不及防，慌忙西撤。担任战略迂回任务的第五兵团和第十军，立即西出施秉、石阡，于15日解放贵州省会贵阳，21日解放黔北重镇遵义，从而拦腰切断了敌人的西南防线，对川境敌军向滇、黔的退路构成了巨大威胁。与此同时，第四野战军第四十二军等部在第三兵团主力协同下，以钳形合击之势发起对宋希濂部作战。14日至21日，第四十二、第五十军在占领建始、恩施、宣恩后于咸丰地区截歼逃敌宋希濂部之第十四兵团4个师，第三兵团主力和第四十七军在解放彭水、黔江后，于白涛渡追歼敌第十四兵团余部，生俘兵团司令钟彬。宋希濂部第二十兵团仓促渡乌江西逃。此时，在重庆坐镇的蒋介石始察觉我军由鄂、湘西进川、黔迂回重庆、成都的企图，急令胡宗南集团由秦岭、大巴山南撤入川，并以其第一军车运重庆增援；令第十五兵团及宋希濂部第二十兵团在南川及其以东布防，迟滞我军前进，掩护胡宗南部退却。
在胡部开始南撤，川东之敌即将西逃的新情况下，第二野战军首长认为：“当前的战役重心仍在隔断宋希濂四个军、罗广文之三个军向云南的退却，并力求在长江南岸歼灭之”，“从战役全局着眼，我军左翼迂回部队极为重要”引。遂于11月21日命令第五兵团除以第十七军留置贵州担任接管等任务外，兵团主力和第十军迅速经黔西北迂回泸州、宜宾一带，“应确实计算行程与时间（包括战斗），求得先敌占领土城、叙永、盐津之线争取主动”；引自刘伯承、邓小平1949年11月11日、21日致第三兵团、第五兵团两电。令第三兵团主力立即强渡乌江，进至南川地区，力争围歼宋希濂部和罗广文兵团于长江南岸。25日和27日，中央军委先后决定：第五十军、第四十七军和第四十二军一部暂归第二野战军指挥，参加入川作战；第一野战军第十八兵团改归第二野战军指挥。位于陕南、陇南的我第十八兵团和第七、第十九军，为配合第三、第五兵团的大迂回大包围，均派出先头部队对胡宗南部积极开展攻势，以抑留该敌于秦岭地区。
我第三、第五兵团依据野战军首长的命令，分路对敌实施迂回、包围，11月28日，第三兵团主力和第四十七军将来希濂部和罗广文部3万余人歼灭于南川以北山区，并乘胜在重庆外围歼灭向重庆增援的胡宗南部第一军一部。29日晚，蒋介石及“国民政府”由重庆逃往成都，30日，我军解放西南重镇重庆。至12月8日，我第十一军、第十二军、第四十七军、第五十军和第四十二军一部，分别进至内江、铜梁、广安、万县一线。担任迂回任务的第五兵团和第十军，分别由贵阳、遵义兼程疾进，于12月3日占领泸州，进而前出自贡、荣县。至此，敌人向黔滇的主要退路已被我军切断，进军西南第一步任务已经达成，我军先后共歼敌6万余人。
在加强军事打击的同时，第二野战军司令员刘伯承、政治委员邓小平于11月21日向西南地区国民党军政人员发出忠告，号召他们接受“约法八章”1，停止抵抗，听候改编，保护公共财产，维持地方秩序。并要求我军广大指战员，在进军途中注意做好对国民党军的争取、瓦解工作。
在我军的政治争取下，国民党云南省政府主席兼云南绥署主任卢汉、西康省政府主席刘文辉、西南军政长官公署副长官邓锡候、潘文华等，于12月9日率领所部分别于昆明、雅安、彭县等地通电起义，云南、西康宣告和平解放。与此同时，敌刚组成的第二十二兵团，兵团司令郭汝瑰率领所属第七十二军于宜宾宣布起义。
