12月6日，沈阳外围。
东北兵团主力完成了对沈阳的四面包围。
在北线，华北兵团第1集团军从阜新、新民方向压过来，切断了沈阳与长春之间的铁路联系。
在南线，东北兵团沿辽西走廊突进，第1集团军装甲旅为先导，接连攻克辽阳、鞍山，从南面逼近沈阳。
在东线，东北兵团第3集团军占领抚顺后向沈阳迂回。
在西线，西北兵团的骑兵和装甲部队从通辽方向逼近。
沈阳，关东军在南满的指挥中枢，被三十余万大军围得水泄不通。
守城的是关东军第1独立守备队等部，约一万五千人，另有伪满军约两万人。但经历了山海关失守、锦州失守、独立战车旅团覆灭等一系列打击后，守军士气低迷。
12月6日清晨，总攻开始。
两个独立重炮旅——近两百门155和152重炮——对沈阳外围工事展开了长达四个小时的炮火准备。
不同于以往对城墙和碉堡的轰击，这次的重点是日军的钢筋混凝土核心碉堡群。这些碉堡是关东军经营多年的防御工事，号称能承受重炮直接命中。
但当155毫米M1榴弹炮使用混凝土破坏弹时，这些号称坚不可摧的碉堡开始一个个被摧毁。混凝土破坏弹装有延迟引信，能在穿透混凝土后再爆炸，一炮就能将整座碉堡从内部炸开。
到中午，沈阳外围的主要碉堡群全部被摧毁。
装甲旅从西北和西南两个方向发起突击。三号坦克和T-26坦克引导步兵，撕开日军外围防线，将守军分割成数个无法互相支援的孤立据点。
巷战持续了六天。
日军逐街逐屋进行抵抗，但中国军队的火力优势在巷战中同样碾压。步兵用巴祖卡火箭筒对付坚固火力点，用手榴弹和冲锋枪清扫房屋。坦克抵近射击，将日军据守的建筑物一座座轰塌。
12月11日，沈阳完全落入中国军队之手。守城的一万五千名日军中，一万二千人被击毙，三千人被俘。伪满军两万人几乎全部投降。
同日，关东军司令官梅津美治郎在长春下令，关东军司令部迁至哈尔滨。
......
翌日，中国军队发起了对长春的总攻。
此时关东军机动师团已经损失殆尽，长春守军只有各师团残部和一些后勤、守备单位，总兵力不足三万人。
七天后，三个兵团完成对长春的合围。西北兵团在西，华北兵团在北，东北兵团在东与南。
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