陈明仁下令部队日夜不停地抢修工事，终于在民主联军攻城之前完成了布防。四平全城已经成为一座坚固的防御堡垒：鱼鳞式纵深集团地堡群是钢筋水泥和土木钢板结构，环绕着市区四周的同时，还遍布市内四处。而地堡的核心支撑点是各部队的驻地大楼。
为了便于联络，各核心的支撑点之间以及各地堡群之间，或打通墙壁，或修交通盖沟。以便于输送兵员和弹药。重要的核心阵地-军、师、团部大楼则筑地道和地下室、弹药库、指挥所以及发电照明设备。
楼内则遍布火力点。核心阵地前有卫星阵地，卫星阵地前有七道障碍。分别是：陷脚坑、绊脚架、铁丝网、鹿砦、土围、护城河、散兵地堡。五个守备区依高低层次不同配轻重火炮和各种轻重机枪交叉火力网。全城基本上做到了每幢建筑都是火力点，形成了一个防御整体。
此外，还考虑到战斗中可能会被突破分割，各火力点前做到既要障碍重重，又要射界扫清。各连队步步为营，层层设防，即便某处突破，各支撑点都可以各自为战。陈明仁的这套布防体系很大程度上是从日本军队那里学来的。
在当年的滇西反攻中，中国军队以极其惨重的代价攻下了松山和龙陵。陈明仁曾亲自踏勘日军工事，颇受震憾，若非日军全部战死，可能还攻不下这二座要塞，日军工事的诡谲和实用的完善结合使他终生难忘。此次四平之战，陈明仁正是借用了日军的点面结合的防御战术来对付解放军。
1947年6月14日晚20时，解放军对四平发起了猛攻。几百门大炮一起怒吼，密密麻麻的炮弹飞向四平城。这些炮大部分是缴获的美式榴弹炮，还有一部分是日式山炮和野炮。四平的国军防线一时山摇地动、火光冲天，城墙被打出了一块块缺口，阵地前准备进攻的所有的解放军战士都不自觉地堵耳张口。如此猛烈的炮火攻势，在共产党军队的历史上，这还是头一次。
炮火准备足足进行了17分钟，然后开始向前延伸。解放军的攻击部队从道西的西南和西北两个方向向城区发起了进攻。战前，7纵司令员邓华建议，两个纵队攻城恐怕兵力不够，最好将阻援的6纵拉上来从城东南三面进攻四平。然而，建议没有被林彪采纳。
解放军先头突击部队的进攻队形成“三三制”，就是每个步兵班编成三个战斗组，每组三四个人，列成三角队形冲锋。当突击队冲到城墙前，许多射击孔吐出火舌，士兵们纷纷倒下。于是爆破组上，用大包的炸药开路，但爆破手也纷纷被枪弹射杀。
往往在伤亡十几个士兵后，才会有一个地堡被炸毁。靠近城墙的的街上，几乎铺满了一层尸体。在付出重大伤亡攻进城后，突击部队又被敌人的火力包围了。而突破口立即被国军用坦克当作活动堡垒，封锁了。城中大街小巷布满了沙袋，楼台窗口到处是喷射的火舌……双方开始逐街逐屋地争夺，刺刀拼得嘁哩喀嚓，手榴弹冰雹样乱飞，60炮炮弹像礼花一样在人的头上爆炸……解放军用大炮轰，又用炸药炸，将国军的坦克炸烂，继续扩大城墙的突破口，攻城的大部队冲进了四平城，此时刚好21点。接着，更血腥的城市巷战全面展开了。
