“辽沈、淮海、平津三大战役以后，国民党军队的主力已被消灭。国民党的作战部队仅仅剩下一百多万人，分布在新疆到台湾的广大的地区内和漫长的战线上。今后解决这一百多万国民党军队的方式，不外天津、北平、绥远三种。”用这样三种方式来解决国民党的一百多万残余军队，是在国民党军队主力被歼后的新条件下，毛泽东关于军事斗争和政治斗争互相结合的思想的运用和发展。
当淮海战役鏖战正酣之际，毛泽东又部署了三大战役中的最后一个战役——平津战役。平津战役之前，人民解放军总兵力已发展到300余万人，而国民党军队只剩下290万人，同时国民党在政治上、经济上也陷于瓦解状态，国民党的反动统治已处于风雨飘摇之中。
国民党在战略上可以使用的机动兵力只剩下华北傅作义集团。傅作义集团约60万人，在华北人民解放军的沉重打击下和辽沈、淮海战役的震撼下，已成惊弓之鸟，陷于孤立无援的困境。为挽回败局，蒋介石一方面企图利用傅作义集团固守平津，迟滞解放军南下，使其获得时间，加强长江防线；另一方面又企图将傅作义集团经塘沽海运江南，增援华东战场，或扼守长江，防卫南京、上海地区。而傅作义集团则企图西撤其发家之地绥远，以保存实力。经过激烈的讨价还价，蒋介石和傅作义才确定了“暂守天津，保持海口，扩充实力，以观对变”的方针。傅作义错误地认为东北野战军在短期内不会入关，因此他根据上述方针，将部队收缩在以北平、天津为中心，东起唐山，西至张家口的长达1000余里的铁路线上。
毛泽东认真地研究了敌我态势，认为敌人南窜或西撤，都会对战局产生极为不利的影响。因此，稳住华北敌军，不使其南窜或西撤，不让敌人收缩，就成为平津战役的主要关键。为此，毛泽东作出了稳住敌人，不使逃跑，分割包围，就地全歼的战略计划。
11月18日毛泽东命令林彪等在辽沈战役结束后，不待休整，立即迅速隐蔽人关，力求就地将敌人歼灭。20日又指示新华社及东北各广播电台，在两星期内，多发沈阳、新民、营口、锦州各地主力部队庆功祝捷、练兵、开会的消息，迷惑敌人。27日令东北野战军先遣兵团与华北野战军第二兵团的三纵、四纵等切断平绥线。东北野战军不畏疲劳，11月23日挥师南下，从喜峰口等人关，至12月20日，80万军队全部抵达平津前线。为加强对平津战役的领导，由林彪、罗荣桓、聂荣臻组成总前委。平津战役分三个阶段进行：
第一阶段从1948年11月29日开始，到12月20日结束。为了阻止傅作义集团西撤，必须控制平绥路。为此，毛泽东于11月22日、24日命令华北野战军第三兵团迅速进至军事重镇张家口附近，并切断张家口和宣化的联系。11月29日第三兵团猛攻张家口，傅作义不得不派其主力部队三十五军增援张家口，以控制西撤的通道。12月8日，我第三兵团又将三十五军包围在新保安。至此，傅作义的主力部队被包围在张家口、新保安地区，平绥路东段被切断，使敌人西撤的阴谋破产。12月2日华北野战军第三兵团又割断了宣化、怀来间的联系，东北野战军先遣兵团则割断了北平、怀来间的联系。
毛泽东根据敌我态势，于12月11日起草了《关于平津战役的作战方针》，指出，“张家口、新保安、怀来和整个北平、天津、塘沽、唐山诸敌，除某几个部队例如三十五军、六十二军、九十四军中的若干个别的师，在依靠工事保守时尚有较强的战斗力外，攻击精神都是很差的，都已成惊弓之鸟”，“切不可过分估计敌人的战斗力”；同意东北野战军“以五个纵队立即去南口附近，从东北面威胁北平、南口、怀柔诸敌”，“三纵决不要去南口，该纵可按我们九日电开至北平以东、通县以南地区，从东面威胁北平，同四纵、十一纵、五纵形成对北平的包围”。“我们的真正目的不是首先包围北平，而是首先包围天津、塘沽、芦台、唐山诸点”。建议东北野战军“12月20日至12月25日数日内即取神速动作，以三纵（由北平东郊东调）、六纵、七纵、八纵、九纵、十纵等六个纵队包围天津、塘沽、芦台、唐山诸点之敌，如果诸点之敌那时大体仍如现时状态的话”，“东面则应依情况，力争先歼塘沽之敌，控制海口。只要塘沽（最重要）、新保安两点攻克，就全局皆活了”。命令“从本日起的两星期内（12月11日至12月25日）基本原则是围而不打（例如对张家口、新保安），有些则是隔而不围（即只作战略包围，隔断诸敌联系，而不作战役包围，例如对平、津、通州），以待部署完成之后各个歼敌。尤其不可将张家口、新保安、南口诸敌都打掉，这将迫使南口以东诸敌迅速决策狂跑”等等。
根据毛泽东的战略部署，迅速完成了对北平、天津、塘沽的战略包围，至此，傅作义集团被分割在新保安、张家口、北平、天津、塘沽五个孤立的据点，斩断了傅作义的一字长蛇阵，达到了毛泽东提出的稳住敌军的目的，为以后从容各个歼灭敌人创造了条件。
第二阶段从1948年12月21日开始，到1949年1月15日结束。经过第一阶段的作战，人民解放军将敌人分割包围，使其处于收不拢、逃无路的境地。为了全歼张家口、新保安等地的敌人，毛泽东于12月19日拟定了作战计划：东北野战军第四纵队到达张家口并部署完毕后，华北第二兵团即对新保安敌三十五军发起攻击，准备五天左右结束战斗，之后就地休整十天左右。在此期间，华北第三兵团及东北野战军第四纵队不要攻击张家口，但须防止敌人突围逃跑。如敌逃跑，则歼灭之，如不逃跑，则继续围攻之，等等。
华北野战军第二兵团12月22日发起攻击，从四面实行突击，经过11个小时的激战，全歼傅作义的命根子三十五军1.6万余人，三十五军军长郭景云自杀。新保安失守后，张家口的敌人已无固守的信心，向西南和东北方向突围，华北野战军第三兵团和东北野战军第四纵队密切配合，24日解放张家口，歼敌5.4万余人。至此，傅作义的嫡系部队基本上被歼灭了。
人民解放军攻克新保安、张家口后，敌人西撤的道路被切断。为了控制海口，切断敌人的海上退路，进一步孤立北平之敌，毛泽东决定人民解放军尽快地围歼津塘之敌，命令东北野战军以三个纵队迅速插入天津、塘沽间，歼灭天津、塘沽线上之敌，控制该线，割断津、塘间的联系，然后歼灭塘沽之敌。21日毛泽东又电告林彪等：“攻击塘沽的迟早，以我军由大沽或塘沽附近是否可以炮击塘沽海港和完全封锁塘沽来作决定。如果不能完全封锁，该地敌人仍有由海上跑掉的危险（据外电通讯社报道，国民党有一批军舰在塘沽附近），则我军应不惜疲劳，争取于尽可能迅速的时间内歼灭塘沽敌人。如果塘沽海港能由炮火完全封锁，敌人无法逃跑，则可从容部署攻击不必性急，大体上于本月底或下月上旬，夺取塘沽即可”。
由于塘沽背面靠海，地势开阔，盐田较多，不利作战，林彪等向中央军委建议，首先攻取天津。12月29日，毛泽东批准了这一建议，认为完全正确。同时将华北第二、第三兵团及东北野战军第四纵队调到北平附近，防止北平敌人突围。
1949年1月7日，东北野战军决定用五个纵队歼灭天津守敌，由刘亚楼统一指挥。天津是华北最大的工商业城市，南北交通的重要枢纽。它东临大海，整个市区被永定河、大清河、子牙河、白河、运河诸水切成许多块，易守难攻。国民党天津防守司令陈长捷为了固守天津，从1947年起，花费250亿元的巨款，修筑了84华里的环城碉堡工事。市区内街垒层层，以海光寺、市政府等为中心，构成了坚固的防御体系。还挖掘了水深3米，宽5米，长达50里的护城河。护城河外布置了地雷、铁丝网等。陈长捷企图凭借坚固的防御体系，指挥13万国民党军队负隅顽抗。
天津拥有200万人口，为了保护人民的生命财产安全，毛泽东要林彪等在天津其他区域的敌军均已消灭的情况下，对工厂、学校的敌人尽可能采取劝降的方法，以便减少损失。
天津市区狭长，南北长25里，东西宽10里。为此，我军确定了东西对进，拦腰截断，先南后北，然后分割围歼，先吃肉后啃骨头的方针。1月6日林彪、罗荣桓致函陈长捷，要他仿效长春郑洞国，令守军自动放下武器。但陈长捷提出了“只放下重武器，全部人马和轻武器撤往江南”的要求，拒不答复和平条件。14日人民解放军发起攻击，经过29小时的激战，歼敌13万人，活捉陈长捷。16日塘沽敌人乘船南逃，东北野战军第十二纵队歼其掩护部队3000余人，17日解放塘沽。
第三阶段从1949年1月16日开始，到21日结束。天津、塘沽、新保安、张家口解放后，百万解放军云集北平，北平敌1个“剿匪”总部、2个兵团、8个军、25个师20余万人已成囊中之物。北平是文化古都，为了保护文化遗产和人民的生命财产安全，毛泽东决定在对国民党军队进行军事打击的同时，开展政治攻势，使其放下武器，归向人民。当得知傅作义有和谈的意向时，毛泽东电告林彪等，准备同傅谈判，以便分化敌人，首先歼灭华北的蒋系部队。
1948年12月中旬，人民解放军要求傅作义解除武器，而傅作义则企图保留军队，会谈没有取得任何进展。人民解放军在解放张家口、新保安，歼灭傅作义的嫡系部队后，傅作义才放弃幻想，采取了较为现实的态度。
12月25日，中共将傅作义列入“举国闻名的头等战犯”之列。在此情况下，毛泽东指示林彪等和中共北平地下党组织将我方的意见告诉傅作义。其主要内容是：（1）傅作义目前不要发通电。因为此电一发，他即没有合法地位了，他本人和他的部属都可能受到蒋系军队的压迫，甚至被解决。我方亦不能接受傅作义所想的一套做法，傅作义此种做法是很不实际的，是很危险的。（2）把傅作义列入战争罪犯名单，一是因为傅作义反共甚久，负有战争罪恶；二是宣布傅作义为战争罪犯，加强了傅作义在蒋介石及蒋系军队面前的地位，傅作义可以借此做文章，表示只有坚决打下去，除此以外再无出路。但在实际上，则和我方谈好，里应外合，和平地解放北平或经过不很激烈的战斗解放北平。傅作义立此一大功劳，我们就有理由赦其战犯罪，并可保存其部属，北平城内全部傅作义部队均可不缴械，并允许编成为一个军。（3）傅作义此次不去南京是对的，今后亦应不去南京，否则有被蒋介石扣留的危险。
傅作义表示原意继续谈判。1月9日傅作义派代表周北峰同人民解放军进行谈判，但仍犹豫不决，聂荣臻对傅的代表说：傅作义除了放下武器，还能为人民做件好事而外，别无出路，希望傅作义早下决心。
人民解放军在同傅作义进行谈判的同时，遵照毛泽东的指示积极做攻城准备。
1月14日毛泽东发表关于时局的声明，提出为了实现真正的和平，减少人民痛苦，中国共产党愿意和南京国民党反动政府及其他任何国民党地方政府和军事集团进行谈判，但须在八项条件（惩办战争罪犯、依据民主原则改编一切反动军队等）的基础之上；对于任何敢于反抗的反动派，必须坚决、彻底、干净、全部地歼灭之。
1月16日，林彪、罗荣桓致函傅作义：“（一）自动放下武器，并保证不破坏文化古迹，不杀戮革命人民，不破坏公私财产、武器弹药及公文案卷。如贵将军及贵属能够做到这些，则本军保证贵部官兵生命财产之安全。对于贵将军的战犯罪责，亦有理由向人民说明情况，取得人民谅解，予以减轻或赦免。（二）如果贵将军及贵属不愿意自动放下武器，而愿意离城改编，则本军为保全北平不受破坏起见，也可以允许这样做。本军可以允许贵军离开北平，开入指定地点，按照人民解放军的制度改编为人民解放军。上述两项办法，任凭贵将军及贵属自由选择。本军并愿再一次给予贵将军及贵属以考虑及准备之充分时间。此项时间，规定由1949年1月17日上午1时起，至1月21日下午12时止”。
至此，傅作义才下决心接受和平改编。1月21日傅作义接受毛泽东1月14日声明的八项条件，同意接受和平改编。22日傅作义向北平守军作出了《关于全部守城部队开出城外听候改编的通知》，31日人民解放军入城接防。同日，北平军管会和北平市人民政府宣告成立。2月3日人民解放军举行隆重的入城式，古老的城市北平回到了人民的怀抱，平津战役胜利结束。
2月23日，毛泽东和周恩来、朱德在西柏坡接见傅作义、邓宝珊。毛泽东对傅作义说：“过去我们在战场见面，清清楚楚；今天，我们是姑舅亲戚，难舍难分。蒋介石一辈子耍码头，最后还是你把他甩掉了。”傅作义内疚地说：“主席，我半生戎马，除抗日外，罪恶不小。”毛泽东说：“和平解放北平，宜生功劳很大！”当谈到绥远问题时，毛泽东说：“有了北平的和平解放，绥远的问题就好解决了。可以先放一下嘛！等待他们起义。还是以前说的，给你们编两个军。对于你们来说，走革命的道路，要过好几个关，但主要的是要过好军事关。这一关过好了，以后土改关、民主改革关、将来还有社会主义关等就好过了。”傅作义、邓宝珊听后都受到很大鼓励。
平津战役历时64天，歼灭和改编国民党军队52万人，除归绥、太原、新乡等少数几个孤立据点外，解放了华北全境。北平国民党军队接受和平改编后，绥远国民党军五万多人，留待以后起义，再按照人民解放军制度改编为人民解放军。毛泽东在3月上半月举行的中共七届二中全会上把天津、北平、绥远作为解决国民党军队的三种方式。他说：“辽沈、淮海、平津三战役以后，国民党军队的主力已被消灭。国民党的作战部队仅仅剩下一百多万人，分布在新疆到台湾的广大的地区内和漫长的战线上。今后解决这一百多万国民党军队的方式，不外天津、北平、绥远三种。用战斗去解决敌人，例如解决天津的敌人那样，仍然是我们首先必须注意和必须准备的。人民解放军的全体指挥员、战斗员，绝对不可以稍微松懈自己的战斗意志，任何松懈战斗意志的思想和轻敌的思想，都是错误的。按照北平方式解决问题的可能性是增加了，这就是迫使敌军用和平方法，迅速地彻底地按照人民解放军的制度改编为人民解放军。用这种方法解决问题，对于反革命遗迹的迅速扫除和反革命政治影响的迅速肃清，比较用战争方法解决问题是要差一些的。但是，这种方法是在敌军主力被消灭以后必然地要出现的，是不可避免的；同时也是于我军于人民有利的，即是可以避免伤亡和破坏。因此，各野战军领导同志都应注意和学会这样一种斗争方式。这是一种斗争方式，是一种不流血的斗争方式，并不是不用斗争可以解决问题的。绥远方式，是有意地保存一部分国民党军队，让它原封不动，或者大体上不动，就是说向这一部分军队作暂时的让步，以利于争取这部分军队在政治上站在我们方面，或者保持中立，以便我们集中力量首先解决国民党残余力量中的主要部分，在一个相当的时间之后（例如在几个月，半年，或者一年之后），再去按照人民解放军制度将这部分军队改编为人民解放军。这是又一种斗争方式。”
用这样三种方式来解决国民党的一百多万残余军队，是在国民党军队主力被歼后的新条件下，毛泽东关于军事斗争和政治斗争互相结合的思想的运用和发展。它预示着：中国人民解放战争的全面胜利已经为期不远了。
辽沈、淮海、平津三大战役胜利之速，规模之大，歼敌之多，不仅在中国战争史上是空前的，在世界战争史上也是罕见的。三大战役共歼敌154万人，国民党赖以发动内战的精锐主力部队几乎丧失殆尽，全国已处在革命胜利的前夜。毛泽东在指挥这场震撼世界的大决战中，他那高超的指挥艺术已达到了炉火纯青的程度。他深谋远虑，以无产阶级革命家的伟大气魄，及时抓住了战机，正确地选择了决战方向，根据敌我态势的变化制定了被实践已证明是完全正确的作战方针。三大战役环环相扣，正确处理了三大战役的战役衔接，毛泽东军事思想得到了充分的体现和进一步的发挥，极大地丰富了马克思主义军事理论宝库。