夏季攻势第二阶段，我军集中力量进行四平攻坚战。
四平守敌为国民党71军的87、88师，第13军54师，第53军的榴炮营以及71军直属特种分队，还有辽宁保安1团、辽北保安司令部2团、东北保安52团、第12保安区17团、步兵独立4团、装甲车第60团等，总兵力为3.5万人，由第71军军长陈明仁统一指挥。
陈明仁，湖南醴陵人，曾是黄埔一期生。他以作战勇敢和敢打硬仗而受蒋介石的赏识。陈明仁也自以为是蒋介石的嫡系，对蒋忠心耿耿。但由于他性格刚烈，不好驾驭，蒋介石对他并不太重用。
然而，陈明仁在71军还是很有威望的，由于该军的团以上军官大都是他一手提拔起来的，加上他资格比较老，又敢作敢为，他的下属还是很愿意为他效力的。
自从1946年5月国民党占领四平后，为巩固这一战略要地，陈明仁在市内各交通路口用钢筋水泥构筑了大量坚固防御工事，在市郊构筑了数10个钢筋水泥结构的鱼鳞式纵深地堡群，有纵横交错的交通壕连通，还有无数个独立的大小支撑点、暗堡火力点穿插其间。四平城墙外设有一丈深的水沟、铁丝网、鹿砦区、陷坑区等多层障碍。
陈明仁将四平城区划为5个守备区。
第1守备区由87师守备，指挥员为该师师长熊新民；
第2守备区由13军54师守备，指挥员为该师副师长宋邦纬；
第3守备区由保安17团守备，指挥员为该团团长刘其昌；
第4守备区由88师、保安1团等守备，指挥员为88师师长彭锷；
中心守备区由71军军部、军特务团等部守备，指挥员为特务团团长陈明信。
陈明仁的城防指挥部设在中心守备区，控制3个团的兵力作为预备队。
国民党军的指挥官对固守四平信心十足，认为“共军低劣，一无飞机，二无大炮，对铜墙铁壁的四平，必将是一筹莫展”。
战前，我军对四平防御力量估计不足，据所得情报判断四平守敌兵力约2万人。根据这一判断，东总决定调集第1纵队，辽吉纵队(即西满邓华纵队)，第6纵队1个师，及炮兵司令部第1团(欠1个营)、第2团(欠1个营)、第4团4个连，在第1纵队司令员李天佑统一指挥下攻击四平。
但林彪在战术上还是很注意的。6月10日，林彪、罗荣桓致电攻击部队首长：
四平战斗是一大攻坚战，应注意事项如下：
一、这种战斗须充分准备后才可开始，以期必胜，不可仓促从事。
二、主攻点须便于发挥炸药与炮兵的作用。
三、接受德惠战斗教训，切忌平分兵力，集中优势兵力、火力于重点，准备在纵深内进行激烈战斗。
四、防止敌人的反冲锋，一面进展，一面建立巩固的立脚点。
五、发扬死打硬拼精神，动作越迟缓犹豫，伤亡就越大。
六、力求迅速解决战斗，同时也要有几天才能解决战斗的准备，并决心付出较大的伤亡。
6月11日，各部开始四平外围战。12日晚，辽吉纵队一部攻克了四平飞机场，全歼第71军运输营和保安团1个营。13日晚，第1纵队扫清了四平外围据点，并俘敌500余人。
14日20时，我对四平城区发起攻击。但在向市区攻击时，受到守敌的顽强反击。
关于开始3天的作战情况，1纵队司令员李天佑于17日向林彪、罗荣桓作了报告：
“我们于13日开始肃清主攻方向之敌外围据点，14日黄昏在强大优势步兵下实行突破。经3昼夜巷战与打垮敌人反冲锋，我1、2师各付出1,500人以上之伤亡，但进占地区仍是狭小，俘虏不足千人。
基本教训如下：
一、西南主攻方向突破后支持3日激烈战斗，而西北之主攻及东北之助攻均未起到应有作用(突破)。因此敌人得以集中兵力、火器、飞机，打击我之一点突破口。总之敌人对我突破口及占领之地区，是采取猛烈炮击、大量燃烧及以飞机轰炸与反冲锋，企图驱出我突入部队，恢复阵地。
二、我攻入城内如果兵力过少，则不但难于扩大战果，且更无兵力打击敌人的连续反冲锋；如果兵力过多，则形成兵多地少，每炮均可伤人。
三、日长夜短，24小时内只有8小时之夜晚。如果白天不进攻，黄昏调集部队，则打一下天就亮了；但白天虽不能作战，其伤亡之大，超过晚上作战伤亡数目。越不能迅速发展扩大地区，越便于敌人飞机、炮兵集中轰击我狭小地区，伤亡就必越大。
四、敌人采取火攻战术，我占领之地区，大部燃烧起火。凡我向前发展一步，又燃烧一步，迫我毫无用武之地。
五、每晨5时到12时为空军活动时间，其出动飞机少为数架，多至18架，轮番轰炸扫射，整日不停。发现一人一马亦打，妨害我运动，杀伤人马，摧毁房屋工事，打击精神，影响作战极大。”
以上也足见战斗之惨烈程度。
经过8天的激战，我军攻占了四平的西半城。但双方都有很大伤亡。1纵1师和6纵17师都已经打得筋疲力尽。这时敌我都处于骑虎难下的地步，只有再坚持下去。
6月12日，林彪下了死命令：
“四平战斗自总攻开始后，已激战8昼夜。敌顽强抵抗，逐屋争夺，目前我已占领半个城市，上午伤亡已逾8,000余人，决付出15,000人的伤亡，再以一个礼拜的时间，将此仗打到底，达到完全歼灭敌人和打垮敌之守城信心。目前敌南北增援部队已出动，我军决待敌进至昌图、郭家店附近后开始大反击。我各部皆应振奋精神，准备苦战，以不惜付出15,000人的伤亡，血战数昼夜，采取战场上的各个击破方法，求得大量歼灭敌人。”
6月21日，毛泽东复电：“你们21日来电悉。8天作战占领四平一半，你们决心再以一星期时间歼灭四平之敌，占领此战略枢纽，极为正确。四平占领不仅对我军建立攻坚信心关系甚大，而且对全国正在斗争的广大群众是一大鼓励。”
6月21日我军开始攻击四平铁路以东地区。我军原以为四平守军剩余的兵力已经不多，再使把劲儿就可以打下来了。但是，敌人的韧劲很足。
原来，陈明仁得到了国民党军的全力支援。沈阳方面一直用空军向四平空投弹药。从6月1日到9日，出动飞机44架，向四平空投弹药88吨。6月17日到29日出动运输机136架，空投各种枪弹300多万发，迫击炮弹3万发，山炮弹6,200发，榴弹炮弹1,300发，手榴弹11万枚。尽管敌人的大炮数量比我军少，但他们弹药充足，可以随便打。而我军却常常在紧要关头弹药供应不上。
蒋介石也向杜聿明下达命令，限其在6月30日以前解四平之围，并调第53军开赴东北增援。
这时，东总查清四平守敌兵力并非如战前估计的那样少。24日，东总决定以第6纵队16、17师接替伤亡重大的第1纵队第1、2师，由第6纵队继续攻城。
