1948年9月7日，中共中央軍委及毛澤東電令東北人民解放軍首先發起遼瀋戰役，並提出遼瀋戰役作戰方針。10月20日，蔣介石被形勢所迫，決心放棄東北，提出“第五十二軍佔領營口，掩護後路，再令廖耀湘撤退”。23日晚，國民黨第五十二軍根據廖耀湘的命令，其所屬各部隊從駐地遼陽、鞍山向營口撤退。24日拂曉，先頭部隊二十五師在師長李運成督率下進佔海城、牛莊。是日黃昏，第二師經大石橋襲佔營口。25日15時，國民黨第五十二軍軍長劉玉章率軍部抵達大石橋，當晚進入營口。隨後趕築工事，並向國民黨東北“剿總”總部瀋陽和葫蘆島方面聯絡，催派船隻，以期儘快撤退。
10月23日前，中共遼寧省委二地委、二專署（1948年9月由原中共遼南新五地委、五專署改稱，原領導班子不變，駐地仍為營口市。中共營口市委、市政府，營口縣委、縣政府隸屬二地委、二專署領導）和營口市黨政機關部分幹部和家屬，有計劃地開始第三次撤出營口市區。23日，在中共營口市委書記郭衛人、市長李萍、祕書長趙亞中及各部門領導的帶領下，各機關最後撤出營口市區。撤退期間，不斷傳來遼西會戰的勝利訊息。郭衛人、李萍等帶領機關幹部，撤到熊嶽一帶的九寨、九壟地、正黃旗等地。不久，先期撤出的人員，以及因遼西會戰從遼中、檯安、盤山縣撤出人員也分別從營口縣的孫家屯、老牆頭、金家屯等地來到熊嶽一帶與市委機關匯合，繼續領導人民開展各項工作，以便隨時返回營口市區。
遼西會戰之後，各路大軍不顧疲勞，乘勝揮戈東進、南下。瀋陽、營口殘敵迅速落入天羅地網之中。10月26日凌晨，東北人民解放軍總部火急電令第九縱隊司令員詹才芳、政委李中權：“敵有打通營口從海上逃跑的趨勢，你縱火速趕到營口，由9縱詹李統一指揮7、8、9縱攻戰營口”。同時令“遼南獨立二師火速趕到營口，斷敵逃路”。
東北人民解放軍第九縱隊司令員詹才芳、政委李中權即令所屬第二十五師師長曾雍雅率部為前隊，經檯安渡遼河，直取營口，從正面鉗制敵人；第二十六師師長肖全夫率部在結束圍殲廖耀湘兵團戰鬥後，沿第二十五師行軍路線，直奔營口，為縱隊預備隊；第二十七師師長任昌輝率部為左梯隊，首先攻佔海城，切斷瀋陽之敵南逃退路，爾後，主力南下營口；遼南獨立二師攻取遼陽，之後立即掉頭向營口前進，攻打營口。28日，東北人民解放軍總部令第七縱隊、第八縱隊和內蒙騎兵第一師急進遼陽、鞍山、海城等地。10月30日，東北人民解放軍第七縱隊、第八縱隊由檯安附近渡遼河，向遼陽、鞍山、海城、營口一線發展。30日午後，曾雍雅率第二十五師抵田莊臺、高坎，進行肅清外圍之敵的戰鬥。國民黨第五十二軍軍長劉玉章派步兵1營、山炮1連反撲。第二十五師一部圍殲前、後石橋子的國民黨軍，主力向老邊、韓家學坊、白廟子一帶集結，任昌輝率第二十七師攻佔海城之後，主力於31日南下，迅速進至三道溝、四道溝和五臺子附近。肖全夫率第二十六師也很快集結於老邊、江家房一線。遼南獨立二師在攻佔遼陽之後，主力於31日晚進抵高坎，並準備從東北和正北進攻營口。在第九縱隊和遼南獨立二師三面包圍下，國民黨第五十二軍軍長劉玉章與前來接應的艦隊司令馬紀壯於11月1日上午下達撤退命令：一是當晚登船撤出營口；二是丟掉馬匹、破壞汽車、打亂建制，人員全部上船；三是利用外圍據點工事，留置30個排哨，每哨配電話1部，備卡車1輛，待大部隊登船後，撤出排哨，乘汽車直奔碼頭上船。
11月1日下午，第九縱隊司令員詹才芳、政委李中權按計劃下令對營口國民黨軍進行攻擊。至晚，第二十五師曾雍雅部佔領營口市東南，第二十七師任昌輝部佔領營口市西南，第二十六師肖全夫部佔領營口市北部，遼南獨立二師佔領營口市東北部。20時，國民黨五十二軍二十五師為了掩護撤退，向曾雍雅第二十五師白廟子陣地猛烈反撲，展開激烈的爭奪戰。至23時，國民黨軍特種部隊登船完畢，步兵部隊也到達碼頭，陸續登船。約24時，國民黨五十二軍第二師師部第五、六兩團、炮兵營、通訊營倉皇出逃，由於擁擠不堪，競相爭搶上船，其所乘“宣懷”輪被中共地下工作人員乘亂點燃，燒死、跳河淹死者不計其數。
11月2日5時，潮水上漲，國民黨軍倉促起錨開船。7時，第九縱隊司令員詹才芳、政委李中權下令，兵分四路攻佔營口市區：第一路，曾雍雅率第二十五師兵分兩翼，右翼隊於邰家屯突破敵人防線，攻入市區，佔領東碼頭；左翼隊攻佔火車站，敵人被分割成東西兩部。第二路，任昌輝率第二十七師迅速佔領西部海岸炮臺(即西炮臺)，插入海岸，控制遼河入海口和海岸陣地，斷絕國民黨軍海上逃路，全殲逃向海灘之敵。第三路，肖全夫率第二十六師攻入鬧市區，掃蕩殘敵。第四路，遼南獨立二師攻入市區，直插遼河岸邊，阻敵上船逃跑，重點打擊國民黨第五十二軍第二師。11月2日10時，戰鬥全部結束。除國民黨五十二軍軍長劉玉章率軍部、二十五師(缺1個團)和特務團約萬餘人乘船逃走外，餘下被殲。總計殲敵五十二軍第二師全部(師長尹先甲逃跑)、第二十五師1個團和軍直屬1個人力運輸團，共14899人。繳獲各種大炮88門、輕重機槍301挺、長短槍2574支、美式卡車汽車66輛。燒燬敵運兵船1艘、擊沉帆船22艘。至此，以瀋陽、營口最後解放為標誌的遼瀋戰役勝利結束，整個東北全部解放。