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○一军的一个旅，一○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○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。
四、隔断平津
切断北平和天津、塘沽的联系，对天津和塘沽进行分割包围的任务，林彪交给了东野的一纵、二纵、七纵、八纵、九纵、十二纵，共有30多万人。这些部队分别向各自目的地开进时，有的相当顺利，因为敌人望风而逃，就没打什么大仗，比如六纵就是如此。六纵的任务是占领香河，香河本来有国民党军队的十三军。十三军军长石觉原来在东北是东野的手下败将，一听说东野大军开了过来，就急忙缩回北平去了。
