1948年11月13日，东北野战军所属第1至第12纵队，按照中共中央军委规定的统一序列，改称中国人民解放军第38、第39、第40、第41、第42、第43、第44、第45、第46、第47、第48、第49军，每军4个师6至7万人；另以长春起义的国民党军第60军编为第50军。部队的装备由于辽沈战役的大量缴获而得到很大改善。11月下旬，东北野战军奉命入关。11月29日--1949年1月31日，与华北军区第2、第3、第4兵团及地方武装一部共同进行平津战役，历时64天，歼灭和改编国民党军52万余人，解放了北平、天津、张家口等城市及华北大部地区。3—4月，根据中共中央军委1月15日的命令，东北野战军改称中国人民解放军第四野战军，司令员林彪，政治委员罗荣桓，参谋长肖克，政治部主任谭政。东北军委分会改称第四野战军前线委员会。野战军下辖4个兵团；第12兵团下辖第40、第45、第46军，司令员兼政治委员肖劲光；第13兵团辖第38、第47、第49军，司令员程子华，政治委员肖华；第14兵团辖第39、第41、第42军，司令员刘亚楼政治委员莫文骅；第15兵团辖第43、第44、第48军及两广纵队，司令员邓华，政治委员赖传珠。原野战军所属之特种兵指挥机关改称特种兵司令部，辖2个炮兵师，1个装甲师，1个高炮指挥所和1个工兵指挥所。原铁道纵队扩编为铁道兵团，归军委直接指挥。
1949年3月中旬，第四野战军组成先遣兵团开始自华北地区南下，4月20日配合第二、第三野战军发起渡江战役，5月中旬在团风至蕲春之线强渡长江，解放武汉。野战军主力于4月中旬南移。5月上旬，野战军领率机关进至开封，5月12日，中央军委决定，第四野战军领率机关与中原军区领率机关合并，组成第四野战军兼华中军区领率机关，林彪任司令员，罗荣桓任第一政治委员，邓子恢任野战军第二政治委员，肖克任第一参谋长，赵尔陆任第二参谋长，谭政任政治部主任。6月上旬，野战军主力到达襄阳、孝感、浠水之线展开，尔后分三路渡过长江向中南进军，以大迂回、大包围的动作，分三路对国民党军华中军政长官白崇禧部和华南军政长官余汉谋部进行迂回包抄。到12月中旬，野战军主力在第二野战军一部配合下，先后进行了宜沙、湘赣、赣西南、衡宝、广东、广西等战役，歼国民党军近40万人；一部配合第二野战军向西南进军。在进军过程中，第四野战军先后抽调部分部队和干部，在豫、鄂、赣、湘、粤、桂等省清剿残匪，发动群众，建党建政。广西战役后，野战军又以80％的兵力在湘、桂、粤境内清剿土匪，先后歼灭土匪115万余人。同时，在组织上继续作了若干调整：7月，以国民党军第19兵团起义的4个师改编为第51军。8月，第12兵团部兼湖南军区机关。第14兵团部奉命改为中央军委空军的领率机关。装甲兵师调东北成立装甲兵学校。10月，以长沙起义的国民党军第1兵团改编为人民解放军第21兵团(辖第52、第53军)。11月，第15、第13兵团部分别兼广东、广西军区机关。根据中央军委指示，自1950年1月1日起，华中军区改称中南军区，组织机构仍旧。下辖6个省军区，3个兵团部，16个军，1个炮兵司令部(辖4个炮兵师、1个高炮师)，1个工兵司令部(辖5个团)，1个铁道司令部(辖5个铁道团)和16个独立师，92个独立团，8个警卫团及军政大学6个分校，全区共150万人。1950年3月5日一5月1日，第四野战军以第15兵团指挥两个军，在琼崖纵队的配合下，以木帆船为主要航运工具实施渡海作战，5月1日解放海南岛。至此，中南大陆及沿海主要岛屿获得解放。
1950年4月，遵照中共中央决定，第四野战军番号撤销，部队改归中南军区指挥。
解放战争时期，第四野战军由11万余人发展到150余万人。在中共中央、中央军委的领导下，依靠人民群众，同其他野战军密切配畲，歼灭国民党军180余万人，为中国人民的解放事业作出了巨大贡献。在战争中，有6万余名指战员献出了生命，其中包括炮兵司令员朱瑞等178名团以上干部，涌现出“塔山英雄团”、“渡海先锋营”等许多光荣战斗集体和董存瑞等一批英雄模范人物，立功者占全野战军总人数的28．5％。
