刘亚楼接见了毕鸣歧等人，对他们说：“为了保护天津这座工业城市，我军诚心诚意希望和平解决天津问题，只要你们自动放下武器，我军可以保证你们的生命财产安全及行动自由。否则，我们将按原计划攻城，并对首要分子严惩。现在，我当着你们4位的面重申：天津的守敌要在1949年1月11日8时前放下武器！”
1月10日，4位代表第2次出城，要求放宽期限。刘亚楼准其推到12日18时前放下武器。次日，4位代表第3次出城，声称：“陈长捷基本同意放下武器，但两位军长有些犹豫，要求携带轻武器回南方去。”
解放军方面的代表当即予以驳回，要其认清时局，当机立断，放下武器，并再次告诉他们：“我们说到做到，勿谓言之不预。”
解放军又通知来平津前线司令部谈判的傅作义代表，要傅作义命令天津守敌于13日12时前开出城门，听候处理，否则14日攻城。傅作义反命令陈长捷：“只要坚定地守住，就有办法。”
陈长捷唯傅作义马首是瞻，他发疯似地吼叫：“我们要效仿斯大林格勒战术，逐屋抵抗，坚守三四个月！与天津共存亡，必要时把天津全部烧毁！”
1月14日上午10时，总攻开始了！天津城西，李天佑的第1纵队、刘震的第2纵队；城东，邓华的第7纵队、段苏权的第8纵队；城南，詹才芳的第9纵队一齐向天津攻击。天津的大地开始颤抖，炮弹在吼，连绵不断。从天津和平门两侧至天津北站九里宽的地段上，炮弹如冰雹般地袭击敌人的防御工事，顷刻之间泥土飞扬，黑烟冲天，敌军碉堡被炸得四下崩塌，铁丝网、木桩、砂袋、冻土块全炸得飞上了天，敌阵地地雷也被引爆，地面到处是坑，铁丝网炸成一段段地东歪西扭。敌军炮火被压制住，根本无法还击。
经过1个多小时的炮击，西城和平门围墙工事和堡垒火力点，已大部被摧毁，并在西城42、43号碉堡之间，炸开一条数丈宽的大缺口，解放军将士随即向着纵深奋勇进击。天津护城河此时结了冰，那蒋军原以为护城河不会结冰，每日放水，结果每放一次水便结了一层冰，冰愈结愈厚，河上已能行人。蒋军所恃的安全带，一下子不安全了。解放军从护城河冰上越过，向敌军阵地进击。
敌86军东阵地多处被解放军突破。刘云瀚派兵增援反扑，没有成功，解放军又突破62军的预备阵地，陈长捷急派总预备队保安师增援，被解放军一击即溃，败下阵来。
解放军从东西两面插进来，城南又被解放军猛击，各个突破口都展开了恶战。双方短兵相接，展开白刃战。蒋军坦克出动，立即遭到解放军反坦克炮猛烈轰击。担任主攻任务的第1纵队分左右翼分头向市区猛进。巷战、街垒战十分激烈。蒋军从街心碉堡里喷射出交叉火力，封锁道路，从高楼上掷下手榴弹，从窗口拽出炸药包，用立体封锁方式抵挡解放军。解放军编成3人一组、4人一队的战术队形，交替掩护，穿插分割，进行逐屋逐街的争夺。战至黄昏，第1纵队左翼进到市中心区。
黄昏之后，蒋军纷纷向金汤桥靠拢，越挤越密，互相残踏，盲目扫射。解放军架起平射炮，将敌人的桥头碉堡摧毁，击毙敌师长，占领了金汤桥。
解放军西路2个纵队和东路2个纵队在金汤桥胜利合师，天津市的蒋军被拦腰斩断，敌阵地被分割成数块。
15日上午8时，解放军向敌警备司令部大楼发起攻击，用炸药将司令部大门炸开，冲进院中，同敌人逐屋争夺，很快占领司令部大楼。陈长捷已转到地下室，两名解放军战士跟踪而至，大吼道：“别动！举起手来！”
陈长捷有气无力地说道：“我们缴枪！我们缴枪！”尔后向全体守城蒋军下达了“缴枪投降”的命令。
警备司令部附近便是广播电台，解放军进去之后，对正在广播的播音员说：“小姐、先生们，可以休息了！”几个小时后，这个电台换了另一种声音，它向全国宣布：“天津解放了！”
天津战役共进行了29个小时，共歼敌13万多人，打死打伤1．1万人，生俘陈长捷、秋宗鼎、刘云瀚、林伟俦等将领，缴获各种炮1100多门，轻重机枪3500多挺，步枪5．4万多枝，汽车800余辆。
天津解放了，黄克诚以军管会主任的身份，走进天津。他不骑马，也没坐车，而是步行。他身边没有工作人员跟随，只有1个警卫员在身后，黄克诚身上棉军装和战士们一模一样。他在军管会办公室对大家宣布：“我黄克诚进天津时穿着这身衣服，有一日出天津时还是穿着这身衣服，保证原封不动。”
困守在北平的傅作义此刻内心矛盾重重，他曾经是抗日爱国将领，后来又是华北“剿匪”总司令。他不满蒋介石的独裁卖国，排除异己，与蒋有较深的矛盾，但蒋介石把华北60万军队交给他统领，他便通电全国：“如果共产党能胜利，我傅某甘愿执鞭！”
早在1948年初，中共晋察冀中央局城市工作部部长刘仁，就指示北平地下党通过各种社会关系接近能影响傅作义的人，促使傅作义起义。
在共产党物色的去作傅作义处工作的地下党员中，有傅作义的大女儿、中共地下党员傅冬菊，这时也从天津大公报社调来北平。在这些地下党员中，杜任之起了很大的作用。杜任之的公开身份是太原绥靖公署秘书、山西大学教授，同傅作义是同乡，又是老交往，关系颇深。他的胞弟杜敬之是傅作义的军医，又被傅提升为军医处处长。1948年夏，杜任之便奉命由太原来到北平试图动员傅作义率部起义，但没有得手。他便退后一步，通过傅作义的恩师刘厚同去做傅的工作。
刘厚同年近7旬，是辛亥革命的老前辈，他在人们心目中有不可撼动的地位。他曾担任过甘肃省军政部长兼总招讨使，现在是傅作义的少将参议，出谋划策的人。刘、傅关系深厚。傅作义当年单枪匹马在奉军撤退时能够出任天津警备司令，蒋阎战争阎锡山逃到大连后，傅作义能够出任绥远省主席，后来傅作义脱离阎锡山转向蒋介石，皆因刘厚同的高参起了作用。
杜任之通过他人介绍，和刘厚同一见如故。但涉及敏感问题，杜不得不十分谨慎。他含蓄地问刘：“在目前形势下，傅将军是否会另作它图？”
刘厚同不直接回答，反问道：“杜先生所说形势是指什么？”
“国军在各个战场上节节败退，共军掌握了越来越多的主动权，这是人所共知而且无法否认的事实。”
刘厚同也持这种观点，便说：“国共军政形势发展到今天，我早已料到了，我曾多次对宜生说过，政治是军事的根本，未有政治不修明而军事能得胜利的，南京政府政治腐败，蒋介石的所作所为，不合人民心愿，违反历史潮流，必然失败，依我看，南京政府维持不到一年半载了！国民党江河日下，这是不可逆转的。”
“既然看清了形势，按刘老和傅将军的关系，何不劝他放弃目前固执的主张，另走一条生路和中共和谈，和平解决北平。识时务者为俊杰。这样，傅作义本人也不失为一个英雄！”刘厚同道：“宜生是一个倔强的人，宁肯杀头也不肯投降。至于和谈的问题，他也曾想过。他的意见是，按照中共组织联合政府的主张，用辛亥革命的方式，由他傅作义通电全国，主张和平，同时先在华北实现和平，然后促进全国和平，重新召开政治协商会议，组织联合政府。”
傅作义本着这种愿望，于1949年1月17日，通过他的长女、中共地下党员傅冬菊以及彭泽湘、符定一等转电中共中央毛泽东主席：
毛泽东先生：
我不愿再打内战了。为了保卫北平的古迹，为了人民的生命财产免遭损坏，我愿意接受毛主席的领导，接受和谈。请求派南汉宸先生来谈判。我手下现在还有几十万军队，200架飞机。过去我幻想以蒋介石为中心来挽救国家于危亡，拯救人民于水火之中，现在我已经认识到这种想法、做法是彻底错误了。今后我决心要以毛主席和共产党为中心来达到救国救民的目的。
傅作义于1948年12月11日派出《平明日报》社社长崔载之、采访部主任李炳泉（中共地下党员）作为谈判代表，李炳泉又是地下党推荐，是傅作义和共产党两方的联络代表。傅作义让他们2人携带电台一部及报务员、译电员乘车秘密出城。他们来到三河县解放军平津前线司令部，刘亚楼接见了他们。崔载之谈了傅作义的谈判条件：组织华北联合政府或华北行政委员会。刘亚楼则回答说：“解除武装是前提条件，绝不允许保存军队，更不同意发通电成立华北联合政府。”双方条件相距甚远，谈判无法进行。
崔载之回到北平之后，傅作义便命参谋长李世杰：“你好好准备打吧，双方条件差距太远，根本不能谈！”
李世杰道：“我们是军人，在未实现和平之前，自然随时准备打仗。但打仗容易，谈和难，谈和需要更大的勇气。希望总司令慎而思之，不要感情用事。”
正当傅作义犹豫不决之际，他的王牌35军被歼，他悲痛欲绝，哀叹道：“这下我的政治生命完了！我现在成了一只断了翅膀的鸟，只剩下坠毁、埋葬自己了！”
他的恩师刘厚同走进来，口气坚定、不容置辩地说：“不！只要脊梁不断，就永远不会趴下，你的旧政治生命完了，可以开始新的政治生命。蒋介石现在日暮途穷，自顾不暇，大局已不可为。他要你率部南下，是拿你当替罪羊，利用你来挽救他的危亡。可是能挽救得了吗？你如果南下，只能使北方子弟兵与他同归于尽。况且现在北平陷入重围，南下已出不去了。同时，你要回绥远也不可能了。时至今日，万不可三心二意，胡思乱想。现在我们与中共和谈的资本虽然远不如过去，但和议一成，北平免遭战火破坏，城内军民生命财产得以保护，这可是深得人心的大事啊！”
傅作义的另一位老朋友、前北平市长何思源也规劝说：“傅先生是发奋有为、励精图治的，但是，你毕竟是叶，所依附的根已经腐烂了。所以，你无论如何努力也无所作为，局势变化太大，你不如趁此机会脱离腐根。抗日战争期间，我在山东，对全局情况不甚了解。到了北平，我接触到的事情多了，看的也透了。觉得自己从一个低台阶攀上了高台阶。我现在知道跟蒋介石走下去是一条绝路。所以，完全可以这样说，不是蒋先生撤了我市长的职务，而是我何思源脱离了老蒋的羁绊！”
傅作义请何思源去南京探听消息。何在南京下榻李宗仁住处。何、李是莫逆之交。他们几乎每夜都谈得很晚，时而乐观，时而伤感，但更多的时间是一筹莫展，茫茫然然。何思源返回北平后对傅作义说：
“现在南京政府四分五裂，勾心斗角，蒋介石还想靠杀人来稳住天下，这当然只是他一相情愿。他已经管不了我们，你应该彻底挖根。万万不可搞南京那些政客、党棍那一套。对和谈不能再犹像观望，已经到了当机立断的时候了。”
杜任之奉北平地下党组织之命，和刘厚同老先生一起告诉傅作义：“不要心灰意冷，立功可以赎罪。共产党光明磊落，有路线，有政策，一向是说话算数的。共产党绝不会像蒋介石那样不讲信用。只要接受和平条件，和平解放北平，对国家、对人民就是一大贡献，是会得到中共的宽待的，如果一再拖延，解放军围城已久，不能再等待，一旦城破，岂不是罪上加罪。”
傅作义这才鼓起勇气，于12月23日给毛泽东发了电报：
毛先生：
一、今后治华建国之道，应交由贵方任之，以达成共同政治目的。
二、为求人民迅即得救，拟即通电全国，停止战斗，促成全面和平统一。
三、余绝不保持军队，亦无任何政治企图。
四、在过渡阶段，为避免破坏事件及糜烂地方，通电发出后，国军即停止任何攻击行动，暂维持现状。贵方军队亦请稍向后撤，恢复交通，安定秩序。细节问题请指派人员在平商谈解决。在此转圜时期，盼勿以缴械方式责余为难。过此阶段之后，军队如何处理，均由先生决定。望能顾及事实，妥善处理。余相信先生之政治主张及政治风度，谅能大有助于全国之底定。
毛泽东接电大喜。他电示林彪、罗荣桓、聂荣臻，要派一位可靠之人，通过傅作义亲近的人引见，当面对傅作义讲清：
1、目前不要发通电，此电一发傅即没有合法地位了。他本人及他的部属都可能受到蒋系的压迫，甚至被解决。同时，我方也不能接受傅作义的这种做法。
2、傅一直追随蒋介石反共，我方不能不将他和阎锡山、白崇禧、胡宗南等一同列为战犯。我们宣布他为战犯，他在国民党军队中的地位更立即加强了。他可以借此大作文章，表示除与我们坚决打下去再无别的出路。而实际上，则与我们和谈，里应外合，和平解放北平，或经过不很激烈的“战斗”解放北平，使我们有理由赦免他。
3、允许傅编1个军。
4、傅给毛的电报已经收到，毛认为他的做法不切实际，应按上述办法办理。我方才能接受。
5、谈判代表崔载之态度很好，欢迎今后再来联络以传达双方意见，但我方希望傅作义能派出有地位、能负责的代表同崔一道来谈判。
6、傅没有去南京参加军事会议是对的，今后也不能再去，否则有被蒋扣留当张学良第二的危险。
林彪、罗荣桓、聂荣臻委托李炳泉进城，通过崔载之等人引见，当面向傅作义陈述6条意见。傅作义解除了一些顾虑，决定派少将处长周北峰为代表，邀请民主同盟副主席张东荪教授一起去谈判。
周北峰早年留学法国，后任山西大学法学院教授，是傅作义的同乡，又是谈判老手，他曾代表傅作义到延安和贺龙、肖克商谈过合作问题，毛泽东、朱德也接见过他，后来多次担任傅作义的谈判代表与八路军谈判。
张东荪曾在1916年担任过北洋政府参议院秘书长，不久任光华大学文学院院长，1930年起任燕京大学哲学教授。
周北峰、张东荪2位教授驱车出西直门，过万牲园，在白石桥下车后，穿过火线，到了海淀镇西南角的一个院子，对上了“找王东”的暗号，由解放军的一个干部陪同，乘吉普车到了西山的一个小村庄，见到程子华，由他派吉普车把他们送往蓟县。
聂荣臻会见他们，并问他们：“傅作义将军这次谈判有诚意吗？”
周北峰道：“我看傅先生已经看清了形势，这次叫我来主要是看解放军对和平解决的条件。”
“条件很简单，我们要求他停止抵抗，不过你是单谈北平问题呢，还是傅统辖的全部部队和地区一起谈？”
“我是奉命来谈全部问题的，包括平、津、塘、绥的一揽子和谈。”
稍许，聂荣臻猛然问道：“历史常常很有意思地走回头路，不知傅先生是否还会采取当年守涿州的办法，在北平来个困兽犹斗、负隅顽抗？”
“不会，不会。这次叫我出城商谈，我看是有诚意的。这是大势所迫，人心所向，只有这条路。当然在具体问题上还可能费些周折。”
“那很好。请你电告傅将军希望他这次要下定决心。我们的意见是，所有军队一律解放军化，所有地方一律解放区化。在接受这个条件的前提下，对傅部的起义人员，一律不咎既往。所有在张家口、新保安、怀来战役被俘的军官一律释放。
傅总部的高级干部一律予以适当安排。”
次日上午10时，林彪、罗荣桓、聂荣臻、刘亚楼等来到周北峰、张东荪的住处，和平谈判正式开始。
林彪首先发言：“周先生，你昨天与聂司令谈的，我们都知道了。今天我们几位一起同你见面，想请你谈一下傅先生的打算、要求和具体意见。”
周北峰道：“昨天夜间我已同傅先生打了电报，说我们已安抵蓟县，并与聂司令员见了面，约定今天正式商谈。傅复电很简单，只有‘谈后即报’四字。”
双方在6天内进行了3次会谈。刘亚楼把《会谈纪要》整理出来。纪要的最后一句话是：所谈各项务必于1月14日午夜前答复。林彪、罗荣桓、聂荣臻都在纪要上签了字，周北峰也签了字。轮到张东荪时，他说：
“我不签字了，我是民盟成员，代表不了傅将军，只能在中间当个调解人和见证人，这次我不回城了，返回燕京大学后就起程去石家庄拜见毛主席。”
周北峰回到北平，向傅作义作了报告，并把《会谈纪要》交给他，傅作义看后并不说话，在屋里来回踱步。
是时，前来相助的前东北军将领马占山说：
“我看你是自己的刀削不了自己的刀把，我出个主意：你把宝珊接来，叫他帮你分担点，看怎办好？”
邓、马、傅是抗战时期的结拜兄弟，互相倚重，私交很深，傅作义欣然应诺，派专机去包头接邓宝珊来。
邓宝珊民国初年就是国民军宿将，久负声誉。他对蒋介石反共政策不满，同中国共产党保持友好关系，他曾去过延安，毛泽东请了李鼎铭为他治病。邓应邀参观了边区军民大生产成果展览，出席了边区劳模大会，并以来宾身份致词，赞扬边区军民生产的成绩。抗战期间，邓任八战区副司令长官，驻守榆林，同中共相处甚好，有两党关系中有鲁子敬之称。
1948年8月，傅作义邀请在三原家中静观时局变化的邓宝珊担任华北“剿总”副司令，邓因有与傅商谈今后出路的打算，便顺从傅的安排，驻节包头，并将新11旅从榆林调到包头。
傅作义把邓宝珊当作最能信赖的人物，派专机把他接来北平。邓对傅说，只要你决心和平解决，其他一切具体问题，包括你个人前途问题，都由我去谈判解决。这一番话解除了傅的后顾之忧。