22日，东总令四纵队全力插入兴城、锦西间，切断兴城守军北退之路，十一师到达灰山堡（今灰山屯）、兴上屯（今上齐沟）、下达沟、艾家屯、东窑站一带前进，占领105高地（今东窑西北山114高地）。十二师攻打砬子山，十师攻占滕家岭附近128高地（今136高地），策应十二师的行动，与十一师保持联系，相机向兴城压缩。24日，四纵队十一师于10时攻占105高地、月亮山，歼暂五十七师一部；十二师歼国民党八师二十二团及二十三团1个营，攻占了砬子山及白甸子东山（今165高地）；十师夺占了滕家岭一线，又占韩家沟车站，歼八师二十二团和暂五十七师一团两个连。四纵队完成了插入行动，切断兴城、锦西两地的联系。
国民党五十四军直属队、八师及暂五十七师一、二团分别从兴城、锦西两个方向夹击四纵队，均被击退。四纵队主力包围了兴城，十二师又奉命隐蔽转向塔山方向。27日17时，四纵队展开了兴城外围战斗，战至24时，攻占东、南、北关，歼灭守军一部，其余退回城内。28日，十二师从塔山撤回，进至锦西至兴城间阻援。四纵队根据地形和城防情况，制定了作战方案，以三十团及纵队、师全部炮兵火力，向东城门实施主要攻击。二十九团配属师警卫营、十一师两个炮兵连在在城南关突破，并以一个营向魁星楼实施攻击。二十八团在西关、北关突破。
各部受领任务后，组织勘察了地形，确定了爆破的位置和突击道路，明确了火力发射阵地。三十团集中了18挺重机枪，布置在城东门外，爆破组进行了演练。二十九团集中全团炮兵于魁星楼方向突破，四、五连组织了两个梯子组，准备了4架11米长的梯子，还进行了架梯登城演练。各级都进行了深入的政治动员。
29日拂晓，三十团二连以1个侦察小组掩护爆破组，对鹿砦进行了第一次爆破，接着，在火力的掩护下，炸开了铁丝网，完成了第二次爆破，该连以火力控制了打开的通路。6时30分，开始了火力准备，对城内进行了破坏射击，7时，十师三十团二连爆破组，用50公斤重的炸药包，炸开了东瓮城门，接着又炸开了东城门，动摇了守军防线，三十团乘势突入城内。二十九团二营从魁星楼打开突破口突入城内，四连攻占了文庙学校，歼灭了守军指挥所。五连沿城墙向西南发展，夺占了南门。二十八团八连在北门佯攻，爆破成功，但冲击受阻。三十团在城内占领了县政府，摧毁了城东北角大碉堡，接应二十八团八连攻下北门，使二十八团二营迅速进城。战至9时，城内守军全部肃清，毙俘国民党军3000余人，兴城获得解放，锦西、锦州国民党军，沿北宁线南下的退路被彻底阻断了。
对空封锁
东北野战军实施穿插战术，歼灭了锦州城北的国民党军暂二十二师后，震动了锦州的国民党守军，范汉杰感到解放军的主力已经逼近锦州，多次向东北“剿总”和南京求援。9月24日，卫立煌去南京开会，蒋介石决定，在陆路不通的情况下，快速派飞机从沈阳空运第四十九军增援锦州的防卫。26日，卫立煌、顾祝同乘飞机返回沈阳，路过锦州上空，专门给范汉杰发了一封电报，“大计已决，即开始行动”。
锦州有两处机场，一处在锦北的流水堡南，为张学良时期建造，东西长2000米，南北宽1000米，已多年不用废弃。另一处在锦州西南之唐庄子与小岭子之间，为1940年日军修建，南北长1200米，宽800米，一直为锦州守军所控制。自冬季攻势后，东北国民党军已被分割在三地，陆上交通彻底断绝，只能靠空运向沈阳、长春输送给养、物资，为此，还请美国的运输机帮助。锦州机场每天有9架飞机，担任至沈阳、长春间的空运，所以锦州机场不仅直接维系着锦州地区的守备，也影响到东北战场的战局，东北“剿总”一直把锦州机场作为重点目标守备。
9月2日，锦州守军抢修了飞机场工事，22日，锦州方向战事趋紧，为加强对机场的守备，由九十三军暂十八师1个团重点守机场，将新八军八十八师进至机场西南之网户屯、卧佛寺一带，掩护机场和高桥方向的安全。24日、25日锦州机场更加忙碌，每天起落的飞机达50架次以上，为了切断东北国民党军的空中保障线，25日，东总决定八纵队主力协同九纵队一部歼灭国民党第八十八师，令八纵队1个团以炮火控制飞机场。
飞机场北过小凌河是一片山地，由鸡冠山、二郎洞山、观音洞山等组成，地势较高，是直接控制机场的制高点。因此，这里成了双方争夺的一个焦点。锦北穿插战中，九纵队部队突然抢占了高地，使机场的空运受到了直接威胁。卫立煌指示范汉杰要迅速夺回高地，以保障实施空运部队的计划。
25日，锦州城北发生了战事，范汉杰急将第八十八师由飞机场调回城内，为总预备队，八纵队停止了原定歼灭第八十八师的行动。
26日，范汉杰令暂十八师加强机场守备的同时，派九十三军军长盛家兴，指挥第八十八师黄文徽部、一八四师杨朝伦部共5个团的兵力，在5架飞机和6辆坦克的支持下，向锦州西北侯屯、二郎洞、达子营一线，实施集团冲击，企图夺回西北高地，遭九纵队二十五师及二十六师一部的顽强抗击，激战一天，国民党军受到重创后退回。当日，东总令八纵队立即对机场进行封锁，保证不让一架飞机降落，该纵队接到命令后，不知指的是哪个机场，又发电请示，以致延误了时间，受到东总的批评。毛泽东指示，应批评耽误两天封锁机场的部队，“大军作战，军令应加严”。
13时，东总改令九纵队1个师进到西北高地方向，坚决控制机场。27日，国民党军向锦州空运部队正式开始，7时、17时两次各集中降落运输机30多架次。九纵队速派二十七师逼进机场，并在帽山附近占领炮兵阵地，配合炮纵一团三营（远程炮营），以远程火炮的炮火实施对机场的封锁。此时，帽山被九纵队二十七师包围后，守军一部被歼，剩下的利用险峻的山势和未修完的工事仍据守在山上，上山攀登困难，半山腰修有钢筋水泥碉堡和坑道，工事间有交通壕相连，设有铁丝网等障碍。为此，九纵队决定先攻占帽山，解除后顾之忧。
27日16时，炮兵首先对帽山进行炮火准备，摧毁了山上的大部分碉堡工事。二十七师八十团、八十一团从多方向攀上岩石，炸开障碍，冲上山顶。担任突击任务的是八十一团七连冲在最前面，连克3个堡垒，迂回至南山头，堵住了守军的退路，仅用30分钟，将帽山攻克，歼守军1000余人。八十一团七连九班荣获“英雄班”称号，班长毛国荣立一大功。
攻占帽山后，二十七师八十一团、纵队警卫营协同炮纵一团三营在帽山西南高地上，连夜构筑炮兵阵地，用人力推拉，将火炮全部进入阵地，并在观音洞山设置了观测所。
28日上午，国民党四十九军七十九师两个团已运抵锦州。13时，又有20多架飞机飞临机场上空，远程炮营第一次组织了集中火力射击，击毁5架飞机，其余的掉头飞走了，机场被封锁了，国民党军空运计划暂时停止。东总电令九纵队“锦州机场之封锁是对敌空运的严重打击，估计敌必然用陆空配合，恢复机场工作。
你们必须有应付地上及空中敌人的一切准备与勇气，必须准备击退敌步兵出来夺回机场附近之阵地。或用大批飞机轰炸我阵地，尤其是炮兵阵地。因此，应赶快构筑阵地作防空及固守之准备。”九纵队加强了防守部署，二十五师位于温滴楼、大屯、二屯、流水堡。二十六师位于机场南英守堡、前后汤河子一带。二十七师占领机场西北高地，积极做好迎战准备。
29日，城内守军两个团再次向达子营、侯屯、二郎洞进攻，企图夺回高地，控制机场。二十七师八十一团打退了国民党军的3次冲锋，同国民党军形成了对峙。为配合八十一团的防守，八纵队二十四师、九纵队二十五师，经鲁屯向国民党军侧后迂回。二十七师亦集中4个营的兵力，准备从正面实施反击。30日，二十四师、二十五师在运动中，被国民党军飞机发现企图，出击的国民党军在5辆坦克的掩护下紧急撤回城内，因距城区较近，二十七师只追歼国民党军300人，俘100余人。11时30分，国民党军又派4架运输机临空，再次试探要打开空中运输线，一架运输机落地时被火炮击毁，其余见状向南飞去，空运计划再次失败。
范汉杰见机场被封锁，万分焦急，立即电请空军侦察数日，想搞清解放军炮兵阵地的位置，并派出飞机盲目地进行轰炸，但没能解决问题。于是，又下令各军、师谍报队，以重赏为诱饵，想尽一切办法摸清解放军炮兵阵地的位置，结果仍没能得到准确的信息，只知道在北郊的观音洞附近，飞机继续轰炸仍没结果。空运计划受阻，国民党军对锦州只能以空投进行维持，以确保市内守军的供应，锦州城内特别是急需七九步机枪子弹、炮弹、食品罐头、钞票等军需物资。
10月1日，国民党军派出运输机6架，在2架轰炸机、8架战斗机掩护下，空投物资205包，攻城部队及时组织了对空火力，使运输机不敢低空飞行，投掷误差增大，部分物资、弹药直接落在两军部队之间的阵地上，攻城部队及时组织火力进行控制，利用夜晚派出小分队出击夺回，落在守城部队的阵地上物资，攻城部队就用炮击毁坏。
从10月3日至8日，每天都有数架飞机在锦州空投，攻城部队组织了对空封锁，夺取了一部分物资。为防止国民党军夺回机场，恢复空运，根据东总的命令，在九纵队固守西北阵地，控制机场的同时，又将八纵队二十三师归九纵队指挥，以策应九纵队作战，这样使国民党军一直没能得以恢复锦州的空运通道。10月6日，守机场的国民党九十三军暂十八师，从167高地出兵，夜袭当面的观音洞解放军炮兵观测所，未获成功。九纵队乘势向167高地进行了反攻，但没有进展，以后每天晚上，九纵队都派出小部队对机场守军进行袭扰牵制，搞得守机场的国民党军部队十分紧张和疲劳。
攻克义县
9月29日，东总给军委发报：“义县随时可下，我军曾利用包围义县，出敌不意，迷惑敌人，以掩护我主力南下”。由于已攻占了兴城、绥中、高桥，分割了义县、锦州与锦西的国民党守军，东总决定攻克义县。
义县位于锦州北50公里处，是锦州的北侧屏障，锦州至承德、阜新的铁路在此交会，是一个交通枢纽。据史料记载，义县是座古城，已有500多年的历史，原为义州卫城，从隋唐起为矩型土城，明朝宣德元年（1426年），改修为土石城。当时城墙周围长4516米，高10米，城墙上宽4米，底部宽6米，城墙顶向外有垛口800余个，城设四门，东为熙春，南为永清，西为庆丰，北为安泰。在城内偏东南有鼓楼一座，连接四个方向的街路，可俯视全城内的情况，是城内的制高点。城北靠近大凌河，城东、南、西三面修有护城河，城南1．5公里处是火车站。
国民党军深知义县地理位置的重要，原为九十三军军部和直属队的防守地。1948年3月18日，九十三军暂二十师由阜新、海州分三路撤守义县，军部移回锦州，暂二十师师长王世高，下辖一、二、三团、山炮营、工兵营、辎重营、通信连、特务连、野战医院等，全师有7000多人，加上地方团队总兵力达1．2万人。
当时的九十三军军长卢浚泉亲自设计指挥构筑城防工事，苦心经营了两年，国民党国防部视察组曾视察过，认为是较好的城防工事。城防以老城为核心阵地，在城外修筑了许多连排据点，配合各种障碍，形成了以古城为中心的环形的防御体系。在城墙上利用旧城楼和垛口构筑了工事和火力发射点，城下修有暗堡，上下呼应，能相互侧射，消灭死角。
城墙外4～5米处，筑有外壕，宽深各3米，壕前有障碍物，壕底部有暗堡。在东关、南关、西关等出城的道口处，修筑了钢筋水泥和砖石构筑地堡群，每个地堡群中间有一个核心堡，四周为小堡相围，各堡之间以交通壕相连，小堡高1米多，宽5米，大堡高2米多，宽10米多，地堡群外设有外壕，宽深各3米，壕外是障碍物。为了便于发扬火力，将城墙外500米以内的房子都拆掉了，木料被用于建堡垒。
在城外还利用高大建筑物或房屋，修筑了支撑式的控制要点，有东关的郑家屯、南关的关帝庙（又称老爷庙）、西南的武家小庙、城南的火车站、棉花厂、城东北的张家大院等，城北大凌河边设有桥头堡。七八月间暂二十师师长王世高，曾在义县检阅了守备部队和地方团队，九十三军军长盛家兴也到义县助阵。8月3日，在暂十八师一部的护送下，由锦州运来90余辆汽车的给养、弹药，王世高自信，有给养弹药，又有坚固工事，坚守7天以上没有问题。
9月12日，第四纵队、九纵队奔袭了义县，到达义县外围地区，实施包围，从17日开始，向外围据点发起了攻击，由于二纵队五师未赶到，为不使义县守军逃走，21日，东总令停止义县外围战斗。暂二十师师长王世高误认为解放军攻不下义县，要改变策略，围点打援，先打锦州。所以，提出抓住机会，调整部署，又加修了工事，以一团担任城东守备，二团担任城西守备，三团为预备队，山炮阵地设在城内西北角，师指挥所设城内西南街仁老汇面庄（今影剧院附近）。
20日，东总令三纵队司令员韩先楚、政委罗舜初统一指挥三纵队、二纵队五师及炮纵攻打义县，以八、九纵队打援，接到命令，各部队进行了攻城准备，召开了誓师大会，开展了杀敌立功活动。二纵队五师培养了一个尖刀营，三纵队九师培养了两个尖刀连。听说要攻打义县，当地群众积极为部队做了梯子桥，准备了粮食，西部山区组织了随军、转运担架3000多副，建立了战地医院。24日，围攻城部队组织了少量部队，袭击了3个外围据点，俘虏了国民党军40多人，从俘虏的口中，掌握了国民党军的设防情况，各部队进一步加强了攻城的各项准备，还利用喊话、发传单，做政治瓦解工作。
为了减少伤亡，攻城部队研究出挖交通壕、交通沟的办法，以一部兵力佯装攻城，掩护主力在城外全面挖工事。五师从城西到城下挖了7300米，构筑了70多个火力发射点。九师从城南、城东挖到了城下，离城只有近百米，有的部队还把平射炮（战防炮）推到距城二三百米处，城内守军见状，赶紧组织分队出击，结果全被打了回去。师长王世高紧急召集团以上指挥官，到东南角城墙上观察情况，研究对策，谁也想不出什么好办法，只能是继续派部队出击，结果伤亡越来越大，城内的弹药消耗很大。后来，只能靠打迫击炮、枪榴弹对付解放军。