蒋介石派廖耀湘兵团进兵锦州似乎找到了一个万全之策，但是这个万全之策却早已在毛泽东的运筹应对之中。10月20日这一天，远离战场的毛泽东，在西柏坡农家小院里连续起草了三封电报，向林、罗、刘发出指示，作出歼灭廖耀湘兵团并防敌从营口撤退的周密部署。
叨日1 时，毛泽东致电东北局及林、罗、刘，指出：“望林罗刘令萧劲光、萧华迅即结束长春工作，一切交陈正人接管，率12纵及十一个独立师的大部，取捷径开至沈阳、营口。沟帮子三点之间，除以一部守备营d 外，主力由东向西配合锦州我军作战，准备全歼廖耀湘兵团，攻取沈阳。”
凌晨4 时，毛泽东在为中央军委起草的致林、罗、刘的电报中指出：“你们行动方针已有电示，即不打锦、葫而打廖耀湘。我们完全同意你们建议。如廖兵团继进，则等敌再进一步再进攻之；一经发觉敌不再进或有退沈阳退营口的象征时，则立即包围彰武、新立屯两处敌人，以各个击破为方法，以全歼廖兵团为目的。望即本此方针，即刻动手部署，鼓励全军达成任务。”“因敌有随时退至营口可能，望令10纵准备，一经发觉敌有退营口的象征，即兼程开营口守备。”
毛泽东还指出：“蒋介石15日到沈阳时即携杜聿明同来，是帮助卫立煌指挥撤退的。目前数日是敌决策时机。撤退是15日就决定了的，如何撤退则或者昨今两日已经决定，或者尚待决定，并且决定之后又可改变，望你们密切注视这数日的动态，不失时机，争取大胜。”
当天7 时，毛泽东又致电林、罗、刘：“关于立即准备不失时机歼灭廖耀湘兵团五个军的方针，我们和你们意见完全一致，业已电告。关于具体部署，由你们根据情况相机处理。”
20日10时，林彪、罗荣桓、刘亚楼对各纵下达了围歼廖耀湘兵团的具体部署，并上报中央军委。林、罗、刘在分析了卫立煌集团实行总退却的企图后，提出：我军决全部歼灭卫部，以我主力各个击破方法，首先歼灭新立屯二彰武地区之廖耀湘兵团五个军，以一部仍在塔山阵地阻挡锦西之敌，然后继续歼灭沈阳周围之敌。其具体部署为：——以第10纵并指挥第1 纵第3 师、内蒙骑兵师进至黑山、打虎山一线，组织坚守防御，阻止廖耀湘兵团南逃和再占锦州。
——原在彰武以北的第6 纵队（缺第17师）和彰武西南地区的第5 纵队，进至黑山东北历家窝棚、姚家窝棚、M 道境子、郑家窝棚一线，切断廖耀湘兵团向沈阳的退路。
——主力第8 纵队、第1 纵队（缺第3 师）、第3 纵队（加第6 纵队第17师）与第2 、7 、9 纵队及炮兵纵队，由锦州地区于今明两晚挥师北上，分头向辽西急进。打法是拦住先头，截断后尾，夹击中间，歼灭敌人西进兵团。
——第2 兵团指挥第4 、11纵队等部队，仍应在塔山一带阻击敌人北援。
——第1 兵团率第12纵队和十一个独立师，除留必要兵力于长春外，主力由长春地区南下，拖住沈阳敌人。
南满独立第2 师进营口，阻止敌人占营口。
林、罗、刘指出，此次大战全局，关键在于是否能切断新立屯、彰武之敌的退路，如敌退路已断，则沈阳之敌亦将被拖住；并指示第10、5 、6 纵队及第3 师切不可稍有疏忽与犹豫，切不可让新立屯。彰武之敌逃走，否则会放过伟大胜利的机会。
同一天，以林彪、罗荣桓、刘亚楼、谭政签署发布（全歼东北敌人的政治动员令），要求树立连续打大仗，“一口气吃掉敌人七八个师至十数个师，一次俘虏敌人几万至十数万的雄心”，“以勇猛果敢，前仆后继的精神，不怕困难，不怕疲劳的精神，争取大胜，争取全歼东北蒋匪军，解放沈阳，解放东北全境”。
毛泽东十分满意这一计划，复电林、罗、刘：“完全同意你们20日10时围歼廖兵团及其他各项部署，并无补充意见。”
新的决战尚未开始，但林彪、罗荣桓等东野首长已经预见到此战必胜，而其意义则非同小可。21日，林、罗、刘、谭致电各纵队：“我军决定全力乘敌撤退中与敌决一死战，以继续作战方法力求全部歼灭敌人，此战成功，则不仅能引起全国军事形势之大变，且必能引起全国政治形势的大变，促成蒋介石迅速崩溃。我全体指战员须振奋百倍勇气与吃苦精神，参加此一光荣的大决战，不怕伤亡，不怕疲劳，不怕遭受小的挫折，虽每个连队遭受最大伤亡（每个连队打得只剩几个人也不要怕），对全国革命说来仍然是最值得的。”
辽西地区，自古以来就是兵家争战之地。尤其是唐宋以来，这里多次成为战鼓动地、兵甲交鸣的疆场。1945年秋日本投降后，为抢占东北地盘，蒋介石数十万大军从这里登陆，仰仗着天上的飞机、地上的坦克耀武扬威，不可一世。而今，北从新民，南至大虎山、黑山、沟邦子、盘山，西至新立屯。阜新，东到辽河这个三角地带，又烟尘四起了。
此时，东北野战围歼廖耀湘兵团的饭已经做好，而廖耀湘仍在耐着性子等待着蒋介石、卫立煌的指令。
20日下午，已经心急如焚的廖耀湘接到了由北平飞返沈阳的卫立煌与杜聿明的电令，要他于当天晚上到卫立煌家领受任务。
卫立煌、杜聿明乘飞机到沈阳时已是晚上6 点多钟。晚饭后，卫、杜把廖耀湘、刘玉章、赵家壤召来，在卫立煌的小办公室，杜聿明向廖耀湘、刘玉章传达了蒋介石的口头命令要旨：“（一）要廖耀湘以全力攻锦州，同时葫芦岛、锦西部队亦向锦州攻击。（二）廖兵团除现有兵力外，增加第6 军第207 师沿北宁路向黑山、大虎山之敌攻击前进，并确保营口后方交通补给线。如黑山敌人被击退（蒋介石判断解放军要退的），即向锦州攻击前进，协助葫锦（酉）部队收复锦州。如黑山。大虎山敌人顽强抵抗，并有增援模样，即向营口逐次抵抗撤退。（三）在廖兵团向黑山、锦州攻击的同时，第52军先占领营口，巩固海运补给基地，并与廖兵团联系。（四）第8 兵团周福成指挥第53军及在沈的其他部队守沈阳。”
宣布过命令，刘玉章首先发表意见说，目前辽南敌人不多，打营口无问题，但对第53军守沈阳则认为守不久。他还说：“将来长春敌人几个纵队南下，营口也要受威胁。”
杜聿明点题道：“实行这一计划，主要在于行动迅速，能战就战，不能战则退，否则就达不成战役目标。”
卫立煌说：“蒋的命令要旨大体上是这样的，我没有什么意见。”
接着，大家同声感慨地说：“不知老头子为什么一定要放弃东北！”
杜聿明的算盘是，他对蒋介石的命令虽说不同意，但又不能不下达，希望卫立煌他们三位能顶回去，这样他就可以向蒋介石汇报说各将领皆认为不能执行，蒋介石要办就办大家，由大家负责。卫立煌也不同意蒋介石的命令，但根据以往的教训，也不敢说顶回去。廖、刘虽然不同意放弃沈阳，更不敢顶回去。大家都认为蒋介石是失策，可是谁也不愿意再得罪蒋介石，谁也不愿承担挽救东北国民党军免遭覆没的责任，只是背后埋怨慨叹。这样下去，哪有不打败仗的！
蒋介石的内心是决定放弃沈阳，但又不对卫立煌作明确指示，而要卫立煌仅以周福成的第53军守沈阳，卫立煌当然感到兵力太少，想把廖兵团拉回沈阳。但又迫于蒋介石的淫威，不敢事先毅然决然将廖兵团撤回沈阳，等到情势危急再令撤回沈阳，在解放军四面八方包围下，已经不可能了。杜聿明是奉蒋介石的指示，要在打锦州不可能时再令廖耀湘向营口撤退的，但碍于同卫的私人情谊，卫立煌又是他的顶头总司令，既不愿违蒋介石之命，又不愿强卫之所难，觉得他将命令下达后，卫如何决定，没有他的责任。而造成这种情况的正是蒋介石，他弄得各将领矛盾重重，互相疑惧，无所适从。
10月21日，廖耀湘兵团开始对黑山、大虎山人民解放军阵地发起猛攻，企图从这里打通西进锦州和向南退却的道路。
殊不知，廖耀湘兵团正在按照毛泽东的部署，往林彪布下的口袋内钻。廖耀湘兵团由彰武、新立屯地区向锦州进兵，只有一条通道。这条通道是以北宁路为轴，约20公里宽的狭长地带，西面是医巫阎山脉，东南面是连绵近百公里的水网沼泽地带。北宁和大郑两大铁路，好像两条长蛇，巧妙地从这20公里宽的狭长丘陵地带，互不相让的直穿关内。这种地形对大兵团行动极为不利，而位于通道顶端的黑山。大虎山又形成了关隘，两座山宛如辽西走廊的两扇大门，开则南北畅通，闭则人堵车塞，更增添了通过此地的难度。林彪就在黑山和大虎山上布下了天罗地网。
廖耀湘本不愿意沿这条路向锦州前进的，但事到如今，已别无出路，这是一条死路。