国民党在接收东北情势不利,被迫撤退行营之后,一方面在外交上继续与苏联交涉,并取得些微进展,接收了若干省市的行政权;另一方面尝试以武力打入辽西走廊,为未来的武力进军预作部署。10月间,国民党第13军、52军在美军运输和掩护下,于秦皇岛登陆,迫近山海关。蒋介石命令杜聿明首先占领山海关,以控制出关交通线。中共认为,如能将山海关控制在手,在苏联不许国民党军于东北各港登陆的情况下,即可将国民党军拒于东北之外,而由中共独占东北。因此,中共中央多次指示东北局,改变过去分散发展的方针,守住东北门户,争取时间,“竭尽全力霸占东北,万一不成,亦造成对抗力量,以利将来谈判”。国共在东北的武装冲突因此而不可避免。
国民党第13军、52军共7万余人,均为美械装备,而中共防守山海关的部队只有6个团1万余人,无论人数与武器装备均远不如国民党军。杜聿明令2个师对山海关进行正面攻击,2个师迂回攻击山海关侧背,2个师为预备兵团,自11月15日上午起,首先向山海关侧翼九门口和义院口攻击并占领之;次日,又向山海关正面发起攻击。中共部队经过一天的抵抗,无力支持,当晚撤离阵地。杜聿明随即下令国民党军沿铁路和公路快速向前推进,19日占领绥中,22日占领兴城、锦西与葫芦岛,26日占领锦州。受命指挥东北部队的林彪认为,部队疲惫涣散,战斗力甚弱,不宜与国民党军硬拼,因此并未部署坚守,而是率主力退往辽西。此时正值国民党撤退东北行营,苏联出于外交战略之考虑,对中共在东北的活动有所限制,中共“霸占东北”的战略无法实现,中共中央同意林彪的部署,并在28日电告东北局:“我主力初到,且甚疲劳,不能进行决战……又东北问题已引起中、美、苏严重的外交纠纷,苏联由于条约限制,长春铁路沿线各大城市将交蒋介石接收,我企图独占东北,无此可能……目前你们应以控制长春路以外之中小城市、次要铁路及广大乡村为工作重心。”