三大战役结束后,国民党军在长江以北的主力丧失殆尽。为挽回危局,国民党一方面与中共进行和谈,另一方面却在加紧调整部署,编练新军,加强长江防线,企图凭借长江天险阻止人民解放军南进。
国民党长江防御兵力由两大集团组成,其中“京沪杭警备总部”汤恩伯集团,担任湖口至上海段沿江防御,华中“剿总”白崇禧集团担任宜昌至九江段沿江防御。国民党军长江防线总兵力为40个军,115个师,约70万人,舰艇133艘,飞机300余架,在长江南岸一线构成了所谓陆海空联合防线。
为了坚决、彻底、干净、全部地消灭敌残余力量,并防备美帝国主义可能的军事干涉,中共中央、中央军委决定:以第2、第3野战军全部24个军约100万人的兵力,在长江下游实施渡江作战,夺取京沪杭,围歼敌主力于南京、镇江、芜湖间三角地区,前出浙赣线及赣北、闽北广大地区。其中以第2野战军3个兵团9个军为西集团,在马当至贵池间,以第3野战军4个兵团组成中、东两个集团,在贵池至芜湖和扬中至江阴间,实施渡江作战。另以第4野战军第12兵团两个军及中原军区部队,位于武汉正面牵制白崇禧团,配合作战。渡江战役统由刘伯承、邓小平、陈毅、粟裕、谭震林组成的总前委指挥。
1949年4月1日,国民党政府派出了代表团到北平与中共代表团进行和平谈判。4月15日,中共代表团将《国内和平协定》(最后修正案)提交南京政府代表团,4月20日,南京政府拒绝签字。4月21日,毛泽东主席和朱德总司令向全军下达了《向全国进军的命令》,要求全军坚决、彻底、干净、全部地歼灭中国境内一切敢于抵抗的国民党反动派,解放全中国。
4月20日夜,人民解放军中集团(第7、第9兵团)首先在裕溪口至棕阳镇段发起了进攻,至21日拂晓,将敌长江防线拦腰斩断。23日攻克铜陵、南陵、芜湖等地,击溃当面之敌,继续向宣城方向急进。随后,东、西两个集团于21日夜同时发起进攻,至23日解放国民党首都南京。第4野战军第12兵团解放了浠水、汉川等地,继续向江边推进。在人民解放军强大突击力量的打击下,国民党军长江防线完全崩溃。南京以东敌人向上海、杭州逃窜,企图确保淞沪;南京以西敌人向南逃窜,企图在浙赣线组织新的防御。据此,我第2野战军即直插浙赣线,断敌退路,迂回汤恩伯集团之侧背,协同第3野战军作战,割断敌汤、白两集团之间的联系,乘势直出闽、赣。29日,第3野战军在郎溪、广德地区全歼南逃之敌5个军。5月7日,第2野战军主力,控制浙赣路800余里。汤恩伯集团所余之24个师,20余万人,退据上海。第3野战军第9、第10两兵团,于12日对上海发起进攻,至27日解放上海。除汤恩伯率5万人乘军舰逃窜外,其余15万余人全部被歼。在人民解放军解放上海的同时,第3野战军第7兵团解放了浙东、浙南。第2野战军一部,在当地游击队的配合下,解放了浙西、闽北及赣东北、赣中及九江、南昌。第4野战军第12兵团2个军于5月14日由鄂东、蕲春、黄岗地区渡江,白崇禧集团南逃,人民解放军乘胜解放武汉。
渡江战役从4月20日起至6月1日结束,突破了国民党军长江防线,解放了苏南、皖南、浙江、闽北、赣中等广大地区并攻占了南京、上海、杭州、武汉、南昌等大城市,歼敌40余万人。此役的胜利,为人民解放军继续南进,解放南方各省创造了有利条件。