林彪在这份电报中，还向毛泽东建议，乘国民党尚未集结完中派出部队深入敌后，开辟第二战场，切断敌人的运输补给线毛泽东同怠了林彪的建议，并指示南满部队迅速北上配合作战程世才率南满3纵的两个旅连夜乘火4’到达四平右侧的哈福第359旅也从北海南下，到达哈福以北的赫尔苏自本溪失守后‘东北战场形势对民主联军也越来越不利新6军正在向叶赫推进迂回四平右侧；陈明仁的71荦向八面城挺进，包抄四平左侧，新2军为中路，此时也从英国返回指挥部队为防止国民党军辽冋包抄，民主联军只好将防御正面再怍延伸，整个防线长达50公里有限的几支1力部队绝大部分用在第一线阵地上而不断消耗。为弥补一线主力不足，林彪将二线部队都用上了。但仍感兵力不足，无法进行强有力的反突击，加上部队缺乏正规防御战经验以及武器装备落后，主动权难以掌握在自己手中，因此四平战场形势对民主联军十分不利。
此时，黄克诚的3师负责四平左翼防御。在对峙中，他认为这样死守不是办法，于是给林彪发了几次电报，建议不要与敌硬拼，打敌一下子，挫其锐气是完全必要的。但如今敌倾巢而动了，想与我决战，我们应当把四平及其他部分大城市让出来，我们则到中小城市和广大乡村建立根据地，积蓄力量。等到敌背上的包袱沉重得走不动了的时候，我们再回过头去逐个消灭它，那个时候就主动多了。
对于黄克诚电报，林彪并不作答。黄克诚不了解中共中央以打促和的决心，情急之中于5月12日越级给中共中央去了电报，就四平保卫战谈了自己的看法。电报说：由关内进入东北之部队，经几次大战斗，战斗部队人员消耗已达一半，连、排、班干部消耗则达一半以上，目前虽尚能补充一部分新兵，但战斗力已减弱。顽93军到达，如搬上大量炮兵及部分坦克用上来，四平坚持有极大困难。四平不守，长春亦难确保。如停战短期可以实现，则消耗主力保持四平、长春亦绝对必要。如长期打下去，则四平、长春因会丧失，主力亦将消耗到精疲力竭，不能继续战斗。故如停战不能在现状下取得，让出长春可以达到停战时，我意即让出长齐，以求争取时间，休整主力，肃清土匪，巩固北满根据地，来应付将来决战。
对于黄克诚这一电报，中共中央还是不作答复。因为共产党此时正在同国民党进行激烈的和谈斗争，马歇尔作为美国特使和调解人，在偏袒蒋介石的前提下，也主张给中共部分利益，谈判的焦点在于东北地区如何分配？为此，5月13日周恩来致电毛泽东：在东北问题上，马歇尔与蒋介石双方意见已相去不远，在关内问题上美国与我党日趋对立。形势真正的好转绝无可能，全面破裂蒋尚有顾虑，但危险已经增长，半打半和也许可能性较大，最后要看力量的变化和对比来决定，必须动员群众，以待决战。
毛泽东对周恩来的分析是赞同的，他提出两条谈判条件：一是停战一周；二是长春国共双方不驻兵。
5月15日，毛泽东向各中央局发出电示：我方权利所在，必须力争，彼方无理要求，必须拒绝，但总的精神是求得在不吃亏的基础上解决纠纷，而不是使纠纷扩大。东北方面是一方面坚决作战，四平街保卫战支持的时间愈长愈有利，另一方面是我对外谈判人员应强调停战与争取停战。
毛泽东这一指示，清晰地表达了此时他及中共中央的主张，四平决不可轻易放弃，因为这是共产党与蒋介石和谈的重要筹码。如谈判成功，中共必将取得在东北地区的部分利益，亦能多保持一部分人民和共产党的利益，为今后发展再创条件。既然中共中央、毛泽东都坚持死守四平，林彪就必须坚决执行中共中央的以上意图。
5月上旬，国民党军集中主力以夺取四平。将其第71军第88师、新6军第14师、新22师由辽阳、本溪、大安平一带调出北上，同时，继续增兵东北。至5月初，其第60军已全部由越南海运抵达东北，第93军亦在5月内陆续运抵辽西、热河一带。
北进增援之国民党军前进甚速。至5月12日，新6军已进至铁岭以北，第71军第88师进至开原一带。至5月中旬，四平地区的国民党军已达10个整师并配有飞机、坦克和重炮。
5月12日，毛泽东电示林彪：望将最主要力量放在开原、昌图地区，切断四平敌之后路，歼灭由沈阳北进之敌。还要求南满部队积极行动，牵制本溪地区国民党军，使其不能调动或不能做大的调动。此时，东北民主联军除第3纵队在昌图以东活动外，仅有在公主内岭的第359旅及于四平以西休整的第3师第10旅可作机动。
5月14日，中共中央又致电林彪，要求作战方面务望全力击溃新6军并坚守四平。
按中共中央指示，5月15日，林彪令南满部队乘新6军北上之际，攻占守兵少的城市，
以牵制北进之国民党军。他令程世才率南满3纵从昌图开原一带拦截新6军；彭明治的7旅和杨国夫的7师增加四平正面防御；黄克诚3师和梁兴初1师在四平以西八面城拦敌；万毅7纵增援塔子山防御。当新6军主力北进到达威远堡、莲花街时，林彪又令第3纵队和第359旅节节抗击。
应当说，林彪的这一措施是高明的。但是由于民主联军装备太差，此项战术难以有很大的收效。
3.四平撤退
5月15日，四平决战进入第三阶段，也是最后阶段和最为惨烈的阶段。在杜聿明指挥下，国民党军各部分成3个兵团同时开始向四平发起疯狂攻击。
左兵团为第71军第87、第91师，向四平以西八面城、四平以北梨树进犯；中兵团为新1军3个师，仍向四平近郊进攻；右兵团为新6军第14师、第22师及第71军第88师，沿开原至西丰及开原至叶赫两条公路前进；第195师为预备队。
在进攻中，廖耀湘的新6军等部进攻最为得力。当新6军经莲花街北进时，遭到民主联军第3纵队有力杀伤。但新6军充分发挥机械化优势，只以小部队与第3纵队在阵地上厮杀胶着，大部队则依靠600辆汽车北进。由此冲破第3纵队防线，进入四平东侧，相继占领西丰、平岗、哈福车站，尔后直扑四平外围防御要地塔子山和三道林子。
中兵团分为两翼攻击。其右翼50师，15日以10倍于民主联军守军的兵力占领了四平以东的258高地。16日再度强攻万毅纵队扼守的315高地，冲锋7次均被击退，伤亡600余人，守军亦伤亡200余人。17日，第50师增调坦克，从正面再攻315高地，并以1个团侧翼迂回，终于占领该高地，从而威胁了四平守军外围制高点塔子山。
中兵团左翼新38师，在连续两天炮击三道林子、北山阵地后，又于17日上午，在7架飞机、20门大炮掩护下，以1个营的兵力向该阵地猛攻。高不及20米，宽不及100米的小山岗上，承受着平均每分钟落炮弹100发的轰炸。民主联军守城部队冒着强大炮火，待敌逼近阵地，即与之展开白刃格斗，国民党军在阵地前遗尸360余具，进攻受挫。
进攻四平的左兵团第71军于5月15日以两个团轮番向四平西北罐子洞、海清窝棚的民主联军第2师阵地进攻，发射炮弹3000余发，冲锋10余次，均被第2师以少数兵力击退，毙、伤其300余人，击伤第91师师长赵琳。至此，塔子山阵地遭到国民党军西、南、东三面包围。
塔子山位于四平东南10公里处，居东部群山之首，为守城防线的最东端，可俯瞰四平守军东北方向全部阵地。塔子山的得失，关系到四平全局的安危，是四平外围最重要的制高点。为增强东线防守力量，林彪将第3师第10旅东调增援。
5月18日，新6军首先以极为猛烈的炮火向塔子山轰击，继以飞机反复扫射，然后以两个营在坦克配合下由东面发动进攻。守备塔子山阵地的第3师第7旅第19团沉着应战，打退其第一次冲锋。新6军继以更猛烈的炮火，从前沿阵地至山顶给以逐次炮击。方圆不过七八十米的山头，不到5分钟即落炮弹数百余发，阵地被炸平。第19团即以大石头为掩体，继续坚守，并打退对方第二次冲锋。上午，新6军集中全力对塔子山进行更大规模的攻击，守军奋勇拼杀，终因新6军兵力火力强大，东调增援部队一时赶不到，塔子山阵地失守。
塔子山的失守，不能怨部队打得不好，也不能怨林彪指挥的不妥。应当说，部队打得相当英勇，牺牲了许多老八路、新四军骨干，甚至还有老红军骨干，指战员们尽了力了。但终究因为实力不及国民党军而失利了。林彪明白，此时四平已不能再守了，应该考虑撤退了。还在17日他就预料到这一结果，于是把总部的陈正人和陈沂两位部门领导人找来，指示他们起草撤退的电报。林彪说：估计敌人明天就可占领塔子山，廖耀湘必定要以全力攻塔子山。塔子山如果失守，敌人就可以从我侧后迂回，封闭四平守城我军的退路，那时我们就完全处于被动，而且有被歼之危险。我们已经大量消耗了敌人，并赢得了时间。我们的保卫战是胜利的，特别是我们每一支部队，都在一定程度上得到了锻炼。可惜我们后面没有好好珍惜和利用这个时间。和平空气，在我们今天的东北是最害人的。我们对全部美械装备的敌人还是估计不足，3纵的防线被新6军迅速突破，影响保卫战的全局，这是最大的教训。
林彪17日的预料是正确的。果然，18日一大早塔子山便呈危急之势。林彪向毛泽东发出了告急电，告之中共中央情况危急。然而中共中央未及时回电。急切中的林彪，于18日下午6时，不等中共中央回电即果断决定：7师于三道林子北山，7旅于四平东南高地掩护全线撤退。
随着林彪撤退令的下达，四平地区民主联军立即行动。21时，市区部队开始后退，由于退得隐蔽，国民党军竟毫无察觉，仍在一股劲地往撤空的阵地打炮。林彪即致电毛泽东报告情况，电文说，中央、东北局：敌本日以飞机大炮坦克掩护步兵猛攻，城东北主要阵地失守，无法挽回，守城部队处于被敌切断的威胁下，现正进行退出战斗。
24时前，城区及外围部队全部撤完。至天明，部队已撤离四平20余公里，国民党军仍不断向市区射击。5月19日13时，被民主联军打怕了的国民党军才忐忑不安地进入市区。
中外瞩目的四平保卫战历时31天，以东北民主联军主动撤离宣告结束。国民党军被毙伤1万人以上。东北民主联军也付出了沉重代价，牺牲了8，000名壮士，而且他们多为参加过抗日战争的骨干；营团干部中，有相当部分人员是红军战士，参加过二万五千里长征。