沈阳的各界团体组织了个“和平保乡会”，军方大部分将领都参加了。二十九日夜晚开会迎接解放的诸多事宜。
大家推举警备司令赵毅为代表前往解放军那里洽商沈阳总体起义的细节；推举赵镇藩对沈阳各种部队负总责。
对周福成的顽固不化，大家深感伤脑筋，担心他会起坏作用。有人主张将他杀掉。赵镇藩坚决不同意，说：
“他统率五十三军多年，裙带关系不少，一多半已经赞同起义了。如果杀他，会引起祸端，对起义不利！大家放心，我有办法使他不起作用的！”
大家都说那当然更好了。
散会后，赵镇藩到兵团部找周福成。从办公室找到会客室，没人。又找到卧室，也没人。只有兵团部几个人在争相传阅一封什么信。
见他进来，卞世宁参谋将信递过去，解释道：
“副军长，司令官走了，给你留下了这封信。”
信很短，上面写着：“国屏弟：事已至此，我无能为力，请你善其后吧。我走了。周福成即晚。”
赵镇藩问大家，走了好久，是军服还是便服，有谁跟随护卫。
大家七嘴八舌说走了一个多小时，化装成商人，梅丰年跟随他。梅丰年是兵团部副官长。
接近零点的时候，王理寰打电话给赵镇藩，说解放军要求他的一三〇师回戈指向西南方向的青年军二〇七师，从侧面协同进攻。他说他没有照办，理由是集结困难。
赵镇藩惋惜地说：“人家几十万大军攻城，你以为真的就稀罕你区区一个师帮忙呀？这是一个政治测验！你没有照办，是错了！”
“确实是部队分散，想照办也来不及！”王理寰讪讪地说。
十月三十日上午，赵镇藩得到报告，青年军二〇七师向五十三军阵地方向布防。
赵镇藩给二〇七师师长戴朴打电话，请他到兵团部来研究一下目前情况和对策。戴朴回答道：
“副军长，部下这里头绪太多，实在抽不开身，待捋顺了头绪，立刻就来！你那边的事情我们都知道了，缓急之间请副军长多关照！”
赵镇藩又给暂编第五师师长许庚扬打电话。暂编第五师与青年军二〇七师都不属于五十三军序列，态度不明，他想落实一下。
许庚扬说：“副军长，我抽不开身；事情稍缓一点我就来。不过，我的行动和副军长是一致的，请放心！”
赵镇藩说：“怎样一致？请明确一下！”
许庚扬说：“不打了，举行起义！副军长请放心吧！”
中共代表李书城和沈阳起义部队代表赵毅到城外接洽，已过去了十个小时，不知怎的久未回来。以后的事实证明，这是李书城的失误，耽误了起义行动，多付出了一些本不必付出的代价。赵镇藩焦急万分，绕室而行。虽已停火，但目前应该做些什么？总得做点事吧。又不知道做什么。忽然想起兵工厂来，这个可疏忽不得，忙把兵工厂的徐科长召来。
徐科长以为是催他炸毁兵工厂的事。一进门就说：
“司令官命令做好炸厂准备，我早就安装好了四吨炸药，待命实施，请副军长放心！”
“你领会错了！周司令官已经逃跑了，现在部队由我统领。你马上回去把炸药拆除，把工厂保护好！明白了吗？昨天解放军广播护厂问题，你的收音机没听到吗？”
“听到了听到了！”徐科长笑呵呵说，“是不是护厂有赏，破厂要惩罚？”
“对了！现在我们起义了，军事上我负总责，谁破坏工厂我有权就地正法！兵工厂我交给你了，若有损坏，唯你是问！现在我们一起去厂里看看……”
兵工厂厂长陈修和是赵镇藩的老熟人。徐科长领着赵镇藩找了好一阵也找不着人。赵镇藩就指着徐科长说：“工厂暂由你负责。有没有什么要求？”
徐科长想了想，说：“能不能每人多发一个月面粉，用来鼓励护厂？”
赵镇藩说：“很好，照你说的办！”
随后他又电话告知沈阳的兵站总监，沈阳和平解放，应通知所属单位办理移交手续。
十一月一日，总攻沈阳开始。
二纵司令员刘震、政委吴法宪统一指挥一纵、二纵，进攻沈阳西面和西北面；第一兵团司令员萧劲光、政委萧华指挥独一师、独二师、独四师、独十二师、独十三师进攻沈阳的东面和北面；十二纵司令员钟伟、政委袁升平指挥本纵队从沈阳的南面向北攻击。
当天拂晓，新一军暂编五十三师在许庚扬率领下起义。
五十三军一三〇师放下武器接受改编，让开沈阳北大门阵地。
一纵三师攻打的西面，是青年军二〇七师防区。这支部队是蒋家死党，十分顽固，工事也很坚固。十月三十一日夜间，一纵三师突破第一道防线，遭到炮火拦截、坦克冲击。纵队司令员李天佑带炮团赶来增援。炮击半小时，打死二〇七师近三成官兵。步兵立刻冲锋，突破二〇七师防线。
十一月一日上午十时，各路解放军推进到了市区。大街小巷已没有大规模的战斗，只有零星小范围的交火。
程璠是二纵四师十二团的参谋长，团党委分工命他率第一营率先穿插。他们冲进市区，迎头撞上蒋军的一个战车团。事出突然，程璠指挥部队进入一座大楼，权作掩体。商量如何消灭敌人。
敌人的装甲车包围了大楼，用车载火炮攻击大楼，将窗户全部打碎。
解放军一营的战士大半是锦州战役俘虏过来的，另一小半是新兵，面对装甲车密集的机关炮的轰击，不免有点惊慌。程璠大声说：
“沈阳马上就解放了，怕他们什么？再说，装甲车能上楼来吗？”
大家这才省悟，终于心定神宁。
程璠对一连连长许维国说：“许连长，打个样板给大家瞧瞧行不行？”
许维国心领神会，笑嘻嘻大声说：“行呀！参谋长，你就瞧好吧！”
许维国挑选了两名老战士，都是一年前在北满入伍的翻身农民，组成爆破组。由他亲自率领，悄悄下楼，遛到大街上。
许维国教两名战士各去左右两端，用冲锋枪吸引敌人。
他拖着爆破筒，就地打了几个滚，靠近最前头的一辆装甲车。将反坦克爆破筒塞入车肚子底下，拔出导火索，又一个打滚回到大楼下。轰隆一声巨响，装甲车在浓烟中翻了个身，仰面朝天不动了。许维国带着两名战士嘻嘻哈哈登楼。见了程璠就乐呵呵说“老大哥”的家伙真灵，一下就教那铁家伙翻了个身了。
程璠鼓励全营战士道：“同志们看见了吧，铁家伙也没什么了不起！”
战士们受到了鼓舞，纷纷要求组织爆破组。
接下来，三个爆破组携带佳木斯产的“冒牌”苏式反坦克手榴弹，冲出大楼。每组负责一辆装甲车，成功进行了爆破。虽没有爆破筒那样的威力使装甲车仰面朝天，却也让其再不能动弹了。
旋即，蒋军一名中校举着白旗边喊话边向大楼走来。
程璠下楼来问他是不是要投降。
这名中校向程璠敬了个军礼说：“敝人是装甲车旅第一团副团长娄志伟。请问贵部是东北人民解放军第二纵队刘震司令的部队吗？”
程璠说：“是的，我们是二纵。娄……副团长，你还没回答我的问题呢，是不是要投降？”
娄志伟皱了皱眉头，说：“请容兄弟纠正一下，是要求起义！”
程璠愣了一下。脸上有点啼笑皆非的表情，说：
“娄副团长真会开玩笑！仗打到这个分上了，还能起义吗？只能是投降！”
“贵军林总司令说过，革命不分先后，是不是？我们这个叫……叫火线起义呀！”
“不行，只能算投降。投降也不错呀，生命财产的安全都有保障……”
“那……投诚行不行？”
程璠觉得这个家伙真难缠，只好勉强同意算他们投诚了。不料这家伙又出了一招，要求程璠给他出具一份证明，写明某部某装甲团于某日在某条大街投诚。还解释说兵荒马乱的，以后谁能说明政治身份呢。程璠无奈，只好照办了。马上命令娄志伟带着尚称完好的余下五十八两装甲车到东野二纵司令部报到去了。
上午九时许，蒋军第二守备纵队的总队长毛芝全派人开车去接二纵五师十四团的解放军“长官”去谈判停火。
王佐邦奉命带几名随员去五马路盐业大楼蒋军守备总队司令部。这位王佐邦是二纵五师十四团政治处主任。
毛芝全和他的副总队长佟道、参谋长胡大谟出面接待王佐邦一行。
“诸位先生投向光明，我们十分欢迎！有什么要求，我当代为转达解放军纵、野两司首长。”
“赵镇藩副军长前些日子策划起义的时候我就参加了开会！只因为贵军李书城女士从沈阳返回贵部联络时有所延宕，一直没有再回来，所以弄成了今天这个样子！责任实在不在敝方……”
“毛总队长说的这些我都不知道，所以无法做出评价！不过，毛总队长可以明确说明有什么要求！”
“希望贵军承认敝部是火线起义！”
王佐邦唔了一声，沉吟片刻。说：
“毛总队长，这个有难度！因为上级没有通知过我们对于你们起义的确认，我们前线部队也没有和你们事先达成过相关协议。所以碍难承认你们火线起义！希望鉴谅。贵部现在只能立即交出防御地图，全部撤出防区，到我们指定的地点集中。”
双方对于“火线起义”这个问题争论起来。
王佐邦一再解释他并非有意为难对方，而是他实在没有这个权力。
就在他们争论之间，电话铃声一拨接一拨打进来。毛芝全不得不一次又一次暂停与王佐邦的嘴仗，去接听电话。电话里传来的都是坏消息，不是报告他的哪一个旅被消灭了，就是哪一个团投降了或者给打垮了。他心急如焚，不知如何是好。
副总队长佟道、参谋长胡大谟同意先达成停火协议，再商议别的。
总队长毛芝全反对，坚持必须承诺他属于火线起义；理由依然是早就参与了赵镇藩起义的密谋，现在被弄成了别的，实在冤得慌。
突然有个名叫罗小纲的蒋军上校提着枪进来，向天花板上打了半梭子，咆哮道：
“我们早就起义了，他们还在打我们！总队长，还谈判什么呀？”
王佐邦的几名警卫战士也端枪对准毛芝全等人。
王佐邦严肃地指出：“刚才那一梭子是向我放的吗？这说明你们并不想停火，是想打下去！既然这样，我们就告辞了！”
说罢就要离开。
佟道、胡大谟赶快把他拉住。
毛芝全也下令将胡闹的罗小纲抓起来。
大家继续争论是不是属于火线起义的问题。
后来，毛芝全的部队陆续被解决光了。他只好长叹一声，接受了火线投诚名义。
二纵前卫部队包围了东北剿总的时候，大楼里出来了几名少将自称谈判代表，说是找萧劲光联系起义的事。
二纵政治部副主任周彬感到可笑。对前卫部队说：
“都什么时候了，还有资格谈起义？叫他们放下武器，投降！”
东北剿总副参谋长袁克征也跑出大楼来，坚持提出同意他们起义的要求。
周彬用电话向纵队政委吴法宪请示，转达了对方的要求。
吴法宪说：“这个时候还起什么义？告诉他们，马上投降！”
得到这个回应，袁克征还是不死心，要求去见林彪。
周彬称不可能。
袁克征不得已，只好同意投降。
二纵六师十六团一连冲进日经银行的大楼内。
他们穿越走廊，进了一间约莫八十多平方米的大屋子。里面光线很暗，长条桌上狼藉着酒具、罐头、电话机。战士们散开形成弧形包围圈，用冲锋枪逼着所有的蒋军官兵，喝令举手投降。
蒋军官兵纷纷举手之际，一个外披军大衣内穿便衣的中年人走出来，对解放军连长说：
“我是周福成，八兵团司令官。我们正在和你们辽北独立一师的长官联系起义事宜，你们怎么这么早就来了？”
“这个我不知道，”连长说。“我可以带你去见我们的张师长，有话你找他说去！”
连长的上司营长听说抓了个大官，马上赶过来。见都缴了械，坐在那里。便对周福成说：
“你能识时务，很好！你们的二〇七师还在浑河那边顽抗，你马上命令他们投降！”
“他们是青年军序列，老蒋嫡系，我指挥不动。”
周福成被送到二纵六师师部。
师长张吉诚惋惜地叹道：“你如果早些起义，我们何必动用这么多军队！”
周福成抱歉地说：“你们辛苦了！”
仗打到最后，将军们、各级官长们为了保住头上的官帽，不惜运用他们过去倒卖军火的手腕，与对方苦苦讨价还价，拼命索讨一个“起义”的名分。根本不再去过问他们的下级官兵的死活、生存状态、出路。以致不少背着枪、扛着机关枪、守着炮的士兵不得不自寻出路，见到解放军就揪住不放，求着缠着说怎么还不“解放我们”呀，求求你们领我们走吧。
一位东北剿总特务团二营六连的张班长在十月三十一日下午跟随全营去守卫剿总的飞机。大多数将军乘飞机走了，特务团的团长、营长也卷款逃走了。二营四连的士兵们拖着枪到处找连长，大骂连长把军饷卷跑了，要找他算账。副营长没跑，因为他没法控制公款，跑出去吃什么喝什么呢。他命令尚未乱跑的六连把枪架在院子里，让大家等着，他去找解放军。终于来了几个解放军，也分不清是士兵还是军官。张班长等人围上去问，我们怎么办呀？让我们参加解放军吧，我们都是穷人家的苦孩子，抓壮丁抓来的。解放军挥手叫不要吵，你们先到二楼待着，楼下要住我们的部队；你们放心，政工科会来管你们的。至于吃饭问题，楼下部队开饭的时候会叫你们的。
沈阳大街上乱哄哄的都是兵，解放军、蒋军，来来往往，谁也不管谁。有的蒋军觉得这样游**下去很危险，便拦住街上的解放军战士问，我们到哪里去“集合”？要不你老兄来“解放”我们吧。
一座大院里还发生了这么一件趣事。门外两名蒋军士兵站岗，见来了一拨解放军，看起来有两名是“官长”，便立正敬礼，报告院里楼上楼下住满了“国军”，要求解放军“解放”。这拨解放军进门看了看。吩咐他们把枪堆到院子里，后边会有人来管的。说完就走了。
过了两天才有几个解放军“政工科”的人来接收。吩咐大家列队。军官站一队，发路费教他们回家；士兵站一队，不愿参加解放军的也站到军官的队列去。愿当解放军的还得接受挑选。挑个头、挑身板。挑中的就出列，另站一队。一个名叫汪志伟的小兵没被看上，说是个头小，才一米六〇。他大哭起来，说自己才十七岁，以后还会长嘛。政工科干部笑了，拍拍他的肩，同意接受他，说：小兄弟，那你就快点长啊。这个汪志伟解放后做到了团副政委职务。当天他就被分配到二纵五师十三团二营六连一班。由于他上过初中一年级，班长高兴极了，在欢迎会上说：新战友汪志伟同志是“大知识分子”，今后就担任咱班的学习组长。连队选举士兵委员会主席，大家都因为他有文化，投了他的票。监票的营教导员握着他的手说：汪志伟同志，祝贺你光荣当选主席。
沈阳蒋军溃散部队长时间没人管的一个原因是解放军部队都忙于去接收物资去了。
刘震司令员、吴法宪政委的二纵进入沈阳最早，接收的物资占全部物资的三分之二以上。指战员身上里三层外三层全换成新的了；什么香烟、罐头、糖、酒、水果、面粉、棉被服装多如山积。部队后来打到湖南居然还在吃加拿大面粉蒸的馒头。
吴法宪政委亲自验收大宗缴获物资，丝毫也不马虎。他说，谁马虎了，林总可是要枪毙人的。他带领后勤部几个人，坐上吉普车，到处点验签收仓库。总共有九个大仓库。他留下了一个库存差一点的，给后进城的三纵留了三个中等仓库，其余全部上缴野司后勤部。
这次战役，东北军区、野战军参战部队共有十二个步兵纵队、一个炮兵纵队、一个铁道兵纵队以及二十个独立师、骑兵师共七十万人，再加上地方部队和补训部队，战役投入总兵力一百万人。至战役结束，东北人民解放军共损失人员六万九千二百一十三人。其中阵亡一万零四百零一人，负伤不能归队者五万三千三百二十九人（根据一九五三年革命军人伤残证发放情况归纳），失踪一千八百四十七人。缴获甚丰，计有各种火炮六千五百四十六门，轻重机枪一万六千二百九十三挺，长短枪支二十万三千九百七十一支，飞机九架，坦克一百六十辆，装甲车一百八十辆，汽车二千二百六十一辆（主要是大卡车），战马二万三千五百九十五匹，大车一千零六十二挂，电台三百五十三部，炮弹两万七千零一十八枚，枪弹二千四百三十五万发。
蒋军先后陆续投入五个兵团，包括十六个军五十一个师，加上特种兵和地方保安部队，共六十三万兵力。在五十二天战役期内，被消灭了东北剿总司令部及其锦州指挥所、四个兵团部、十一个军部、三十六个师、非正规军九个师总计四十七万二千人；其中伤亡五万八千六百人，俘虏三十二万四千三百人，起义、投诚九万零九百人。