孙立人接连获三封电报，心想蒋介石是真急了，也该给领袖一个面子了。5月10日，会议尚未终结，孙立人即从华盛顿飞回国内，15日到南京晋见蒋介石。蒋介石一肚子气，但此刻还要用孙立人，遂压下火气，指示孙立人立即飞赴东北，率领新1军攻下四平，完成党国大业。
孙立人又见了陈诚，然后于16日飞抵沈阳，见了顶头上司杜聿明。两位往日的对头见面，彼此都很客气。杜聿明脸上带着上司宽容大度的微笑，介绍了东北的战况，希望孙立人回去带好新1军，为党国再建功勋。
对杜聿明这位顶头上司，孙立人心里并不服气，他脑海里又浮现出杜聿明刚撤到印度时的狼狈相。应付几句后，孙立人即告辞，两天后返回部队。
18日下午4点，孙立人赶到四平前线，立即由作战参谋潘德辉作军事汇报。孙立人随即看地图，并了解了三个师的状况及友邻部队情况。孙立人认为四平很快可攻下，因新6军攻占塔子山，造成了完全封闭市内解放军退路的重大威胁，解放军如继续守四平，将陷入极其被动和危险的境地。
孙立人下达军令，命令三个师长于次日下午4点正，在四平城中天主教堂开会。军官们深觉诧异，心想城未攻下，如何在城中开会，但众人看孙立人威仪从容，胜算在胸，不敢多言。各师接到开会通知后，闪入脑中第一个念头是老军长回来了，一时奔走相告，士气一振。
新1军在孙立人指挥下，猛扑林彪防线。5月16日，新50师率先取得突破，攻克四平东南258高地，紧接着，5月17日，又攻克五项山，开始向四平外围制高点——塔子山进攻，5月18日晚，塔子山终被50师和52军195师（后归新6军使用）共同攻下。林彪指挥部队连续反击，始终无法夺回。
5月18日，在四平城下进攻的新38师114团突破四平西北的三道林子防线，新30师88团和89团突破城东的五间房、平东村防线，立刻开始向西扫荡，至20时已攻抵六家子、一面城附近地区，林彪于晚上21时弃守四平。郑洞国和贾幼慧用了近1个月攻不下的四平，孙立人只用3天便告攻克。
攻克四平后，林彪开始往公主岭方向撤退，公主岭本来是林彪想固守的要点，不料孙立人带新1军飞兵猛追，林彪刚退到公主岭，孙立人亲率新50师强渡辽河，攻击公主岭，同时派新30师攻占解放军的另一个重要据点——梨树，以解除被林彪反包围的危险（解放军当时在梨树驻有大批军队）。
在公主岭，新1军与林彪的部队又展开了一场恶战，让林彪的部队几乎失去战斗意志。林彪匆忙北撤，无法发动有组织的抵抗，不但公主岭一日即失，连长春也没有守。
5月23日，新50师150团和新38师搜索连分别从南面和东面进入长春。而新30师攻克梨树后，于5月24日又攻占了怀德。随后，新50师出长春继续向北追击，新38师在长春城内布防。
新1军继续北进，于5月29日攻克松花江南岸的大门——德惠，紧接着于5月30日攻克南岸另一个重镇——农安。
6月4日，孙立人一声令下，新50师149团渡过松花江。6月5日，攻占陶赖昭桥头堡，距哈尔滨只有几十里路，林彪打算撤往佳木斯，此时哈尔滨的党政机关正在往佳木斯方向撤退。但就在新1军欲乘胜进击时，发生了一件不可思议的事情，6月7日，美国马歇尔将军等三人军事调解小组下令新1军停战，否则就断绝对华军援。因牵扯到国际问题，这已不是孙立人能单独处理的问题，因此孙立人即留149团2连（连长郑明发）防守陶赖昭桥头堡，余部返回松花江以南。
三、林彪一下江南，吃掉新1军近2个团3000余人，气得孙立人大骂杜聿明指挥无能。二下江南的城子街战斗中，林彪又歼灭新1军2800余人
东北停战以后，东北民主联军进行土改，清算地主富农，没收、分配财产，发动民众加入队伍，使兵力在短短几个月内急速壮大。同时，苏联方面，又把原来缴获的日本70万关东军的武器，连同北朝鲜的武器，以及在苏德战场上缴获的德军武器全部给了林彪，使东北民主联军实力大增，已经具备了同国民党军打大仗、恶仗的基础。
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