毛泽东以他那敏锐的洞察力紧紧地把握着战争中的每一个环节，并以宏伟的气魄，一环紧扣一环地推动着辽沈战役的发展。当辽西歼敌已成定局之际，10月27日23时30分，毛泽东致电林彪等，一再提醒占领营口，阻敌海上退路。“（一）围歼五个军，俘敌数万，极为欣慰。（二）当面敌人解决后，望以有力兵团（不少于三个纵队）星夜兼程东进，渡辽河，歼灭营口、牛庄、海城一带之敌，阻塞敌人向海上的逃路。（三）廖兵团被歼后，蒋介石将从葫芦岛运一部兵力加强营口，并令沈阳一带敌军向营口迅速退却，此点你们必须充分估计到。（四）如果在目前数日内，沈阳一带敌军已经正在向营口逃跑，则你们全军须迅速向营口、海城方向进击。”
又过了一小时，毛泽东得知林、罗、刘已部署大军迅速向鞍山、海城前进，准备歼灭沈阳南下之敌后，再次致电林。罗、刘，要求他们立即抽出几个纵队于28日兼程东进。电报说：“刚发27日23时半电给你们，接到你们27日18时电及11时半电，你们业已部署大军迅速向鞍山、海城前进歼灭沈阳之敌，甚好甚慰。希望你们立即抽出几个纵队于明28日兼程东进。如能于29日渡过辽河，则沈阳逃敌跑不掉，否则，沈阳之敌有于30日退到营口的可能。”
遵照毛泽东的指示，10月28日，林、罗、刘立即命令：第1 、2 、7 、8 、9 等五个纵队分头东渡辽河，向沈阳和营口疾进。
第1 、2 纵队不顾连续10天作战的疲劳，以每小时9 公里的速度向沈阳疾进。
10月31日，第1 、2 纵队进抵沈阳西郊，与第12纵队和各独立师对沈阳形成合围。
此时，东北“剿总”司令官卫立煌见大势已去，自己远走高飞，逃到葫芦岛，将沈阳这个烂摊子交给第8 兵团司令周福成。
11月1 日，东北野战军对沈阳发起总攻。拂晓，各部队突破第一道防线，残余国民党军纷纷出降，重炮＊团将18门完好的美式重炮交给解放军。
11月2 日，东野部队直下沈阳、营口，沈阳守军全部被歼，沈阳解放。
沈阳之战，共歼国民党军一个“剿匪”总司令部、一个兵团司令部、两个军部、七个师、三个骑兵旅等，共计13.45 万人，俘第8 兵团司令以下将级军官106 名。
就在东北野战军围歼廖耀湘时，由于林彪一度判断敌不向营口撤退，而把调往营口的独2 师调回，国民党第52军军部和一个整师钻了空子，乘船从海上逃走。
对此，毛泽东批评东野“这是一个不小的失着”。
11月2 日，第9 纵队攻入营口市区，歼灭第52军一个师又一个团，并击沉轮船一艘。营口战斗结束。至此，历时52天的辽沈战役胜利结束。
11月4 日，毛泽东致电林、罗、刘：“迅速彻底干净歼灭各敌，光复沈阳极为欣慰，望向全军传令嘉奖。”
11月9 日，锦西、葫芦岛的国民党军随杜聿明从海上逃跑。
随着锦西、葫芦岛的最后解放，东北全境解放，获得新生。战乱不断的黑土地终于平静下来。
战争的天乎完全倾斜了。
战争的进程之迅速，大大出乎毛泽东的预料。开战之初，毛泽东计划辽沈决战分三步走，每个阶段大体用2 个月，加上间隙休整4 个月，共计用10个月解决东北问题，现在满打满算只用了7 个半星期的时间。
在这场历时52天的大决战中，东北野战军以伤亡6.9 万人的代价，消灭了国民党军47.2万余人。至此，国民党蒋介石失去了一个支撑其反动统治的战略集团，共产党毛泽东则获得了一个加速胜利进程的强大战略机动兵团。
据说，辽沈战役大捷的消息传到西柏坡后，毛泽东与周恩来曾有这样一段对话——周恩来：“主席，你还漏掉了一个应奖的重要人物，那就是蒋总统。”
毛泽东连连说：“对对，是应该给他发个大奖章，若不是他天上、地下、海上、陆上一通乱忙。搞乱了自己的阵脚，我们也许不会胜得这么快呢！”
辽沈战役的胜利，显示了毛泽东驾驭大规模歼灭战的高超的指挥才能。这次战役的胜利，首先建立在正确确定战役突击方向的基础上。选择首攻锦州，造成“关门打狗”之势，继而分批歼灭敌人，战争的全部主动权均在我军的掌握之中。其次，在作战的方法上，辽沈战役尝试了大规模运动战与大规模阵地战相结合的办法，很好地贯彻了毛泽东的决战意图。此外，在围攻城市中，实施了军事打击和政治瓦解相结合的方法，使得长春不战而得，为以后的北平方式提供了榜样。
辽沈战役的伟大胜利，对于整个解放战争的进程产生了深刻的影响，它从根本上动摇了国民党的反动统治，引起了全国战局的急转直下，吓得蒋介石吐了两次血。
辽沈战役，时间之短暂，战绩之辉煌，不但全国为之欢呼，世界也为之震惊，国际舆论纷纷评论，发出了惊呼——美联社记者写道：“东北已成其勾销的问题了，华北现在能守住吗？……政府军能够守住甚至包括长江在内的任何防线，如京、沪及其它南方的沃土防线吗？”
《纽约时报》写道：“问题不仅是……在远东的一场内战的胜败问题，世界的均势改变了，而且，它是朝着美国希望的相反方向变化的。”
路透社记者写道：“国民党在满洲的挫折，现在已使蒋介石政府比过去20年存在期间的任何时候，都更加接近崩溃的边缘。”
英国《泰晤士报》评论：“中共占领东北，又将出现一个由北向南的征服形势……以现在看来，中国如果要统一，似乎将从东北出发了。”
曾在官方报纸上发表署名文章，认为丢失延安，“中共显然是失败了”的苏联，也在大报的显著位置，刊登了解放东北的伟大胜利。即是蒋介石本人，也在1956年写的《苏俄在中国》一书中承认：1945年以后，“对东北问题的处置”，“更是我们政策和战略上的一个重大错误。将我们国军精锐主力调赴东北，陷入一隅，而不能调动自如，争取主动；最后东北一经沦陷，华北乃即相继失守，而整个形势也就不可收拾了”。
1948年11月14日，毛泽东根据辽沈战役以后敌我力量变化的新形势，为新华社写的题为《中国军事形势的重大变化》一文，指出：中国的军事形势现已进入一个新的转折点，即战争双方力量对比已经发生了根本的变化，人民解放军不但在质量上早已占有优势，而且在数量上现在也已经占有优势。这是中国革命的成功和中国和平的实现已经迫近的标志。“
毛泽东还豪迈地预言：“这样，就使我们原来预计的战争进程，大为缩短。原来预计，从1946年7 月起，大约需要五年左右时间，便可能从根本上打倒国民党反动政府。现在看来，只需从现时起，再有一年左右时间，就可能将国民党反动政府从根本上打倒了。”