1945年10月26日,杜聿明被任命为东北保安司令长官,成为国民政府接收东北任务的军事负责人。
中共根据地紧邻东北,早在8月份时,中共部队就开始开进东北,抢先占领了大部分地区。到年底时,中共东北部队已经达到27万人以上。
由于苏联的阻挠,国民党军无法在东北登陆。到10月中旬,国民党第13军、52军七万人,在河北秦皇岛登陆,但进入东北的咽喉要地山海关已经被中共部队占领。
不过杜聿明的两个军是美械部队,战斗力很强。他发现中共山海关部队缺乏弹药,战斗素质不高。他命令部队攻击山海关,两天时间就攻下了这座关口。几天之内,杜聿明部队又攻下了绥中、兴城、锦西、葫芦岛、锦州等地。

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这一时间林彪来到前线视察,发现自己的部队疲劳涣散、缺乏训练、缺少弹药、不熟悉地形,群众基础差,且部队来自不同的根据地,指挥系统混乱。
杜聿明对东北国共双方的优劣势看得很明白。他知道中共善于建设根据地、发展壮大,长期拖下去对己方不利,需要速战速决。所以他希望蒋介石派给他更多的部队,继续进攻,一举肃清东北共军。不过蒋介石比较谨慎,命令他停止前进。东北国军错失了一个扩大战果的良机。一直到12月下旬,国军才再次发动进攻,占领了辽宁、热河大片地区。
1946年2月底杜聿明生病,离开了一段时间。4月中旬等他再回来时,国共双方在四平、本溪等地展开了大战,国民党的东北形势没有改观,虽然占据了一些地方,但并没有打击到中共部队的主力。杜聿明对此是不满意的,他认为国军要速战速决,消灭东北共军主力,才能彻底改变战局。此时国民党精锐主力新一军、新六军、71军等援军已经开到,实力更强大了,国军东北兵力接近25万人。

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杜聿明调整部署,先集中兵力攻下了本溪,然后把主要兵力用于四平。5月14日开始,国共双方在四平地区展开了激烈争夺,双方都动用了十万以上的兵力。国民党军利用其机械化和炮火优势,给中共军队造成了很大的伤亡。18日,国军廖耀湘部攻入四平外围,占领了东南要地塔子山。中共部队有被截断后路的危险。当天晚上,林彪命令部队撤出四平,避免了部队遭受不可挽回的损失。
投降国民党的林彪总部作战科长王继芳,告诉杜垏明,中共部队损失过半。杜聿明下令部队继续追击,歼灭共军主力。国民党部队占领了长春等地,并渡过松花江,哈尔滨也很难守住了。但此时国共双方的停战令下来了,国军停止进攻。

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由于各种因素(蒋介石的谨慎,兵力不足,杜聿明生病,停战令等),杜聿明速战速决的计划没有实现,国民党东北部队虽然取得了不少战果,占领了一些城市,但东北大部依然在中共的控制之下,整体形势依然对国军不利。