锦州城内的范汉杰眼见自己成了东北野战军的主要打击目标，原来的守城决心已经逐渐有所动摇。10月2日，蒋介石问他，如果把锦州的兵力全部集中到锦西，将守二地变为守一地，是否更好？范汉杰还认为只要有援锦的东进兵团和西进兵团，在锦州和东野决战更为有利，锦州守军无须撤到锦西。可是当他发现这两个援锦兵团的进展都十分缓慢，而锦州已逐步被东野所包围，遂于10月6日主动要求突围，将锦州驻军撤至锦西时，蒋介石和卫立煌都不同意，而命令他“锦州坚守不动，以免影响全局”。当时，城内的防守主力九十三军已经将突围命令下达，各师已经在准备行动。既然不准突围了，也就只得在锦州城内死守。
10月9日，当城南最重要的据点罕王殿山被我军攻克以后，敌第六兵团司令卢浚泉深感前途不妙，因为新八军军长沈向奎对他说了自己多年来观察战局之后的经验之谈：“老头子（指蒋介石）到没有办法的时候，就来称兄道弟，这就是他的办法。”而这天卢浚泉正好接到了蒋介石的电报，上面果然写着：“锦州关系全局，请吾兄待援。”卢浚泉深感沈向奎所谈极是。蒋介石平时对部下满面秋风，一脸杀气。但每当战事危急，他要部下为他卖命“成仁”之时，往往会发出态度十分诚恳而亲切的电报，希望部下为他“成仁”。不说对那些军长司令，有时对一个师长也可以为了这一目的而称兄道弟。例如，就在十几天前，义县被围攻，眼看就要丢失时，蒋介石就在9月29日给守义县的暂编二十师师长王世高发来一份电报：“世高吾弟：义县安危，影响整个东北战局，该师连日英勇歼敌苦战，殊堪嘉许。现已令范主任大力增援，尚望勉励官兵再接再厉，以尽全功。”两天以后，王世高就当了俘虏。现在，蒋介石又在对卢浚泉这位并非蒋军嫡系的滇军将领称“吾兄”了。卢浚泉心中明白，他这位“吾兄”离步王世高这位“吾弟”的后尘的时刻已经很近了。
当城外的东野部队逐步缩小对锦州的包围时，炮弹已经不断落到范汉杰的指挥部所在地锦州铁路局办公大楼上。10月12日，他只得将指挥部移到中央银行的楼下，原因是那里有坚固的地下室，而且和第六兵团司令部所在地锦州邮局很近，只有20多米。他后来在回忆录中说：
解放军炮火集中最大的火力来射击，命中锦州指挥所多处。我到哪里，解放军的炮火即跟到哪里，好像完全了解我的位置一样。锦州城被解放军包围得更紧了，城内各据点、交通线，完全被解放军的炮火控制着。解放军攻城部队在炮火掩护下，昼夜不停地构筑蜘蛛网似的交通沟接近我守军阵地，用炸药来爆炸守军坚固据点的重机枪堡垒阵地。
也就在10月12日，林彪向各部队下达了总攻部署，决定在14日上午10时发起总攻。林彪的部署是以二纵、三纵和六纵十七师为北突击集团，配以炮纵的炮一团、重迫击炮团，战车团的坦克营，高炮团的两个营，由三纵司令员韩先楚统一指挥，从城北和城西北突破；以七纵和九纵为南突击集团，配以炮纵的炮二团、高炮团的一个连，由七纵司令员邓华统一指挥，从城南突破；以八纵为东突击集团，配以一纵的炮兵团，由八纵司令员段苏权指挥，从城东突破。各部队突入城中之后，在高等法院到白云公署一带会师。整个攻城战役争取三天之内全部解决。另外，以一纵为总预备队，放在高桥附近，或攻锦州，或援塔山。
东北野战军为攻克锦州而投入的总兵力是25万人，这还不包括阻击敌人援军的四纵、十一纵等部队在内。
为了顺利解决攻坚的难题，除了大挖交通沟逼近敌人之外，林彪为攻坚调集了强大的火力。东野炮纵的重炮和各纵队的重炮一共300多门全部调了上来，特种兵战车团的15辆坦克也从北满调了上来，各部队的小口径炮还有600多门。配备如此强大的重型武器向一个不是太大的城市进攻，这在人民解放军的战史上，是第一次。
考虑到这是我军在东北第一次攻打较大的城市，总攻之前，东野的罗荣桓政委和谭政主任还专门将各纵队的政委和政治部主任召集起来开会，除了进行政治动员之外，特地向部队交代打下锦州之后应当严格遵守的城市政策和入城纪律。罗荣桓指着院子里深秋时节结满果实的苹果树作比喻说：
要教育部队保证不吃老百姓一个苹果，无论挂在树上的，收获在家里的，掉在地上的，都不要吃，这一条纪律要坚决做到。
从此以后，“不吃老百姓一个苹果”就成了东北野战军执行纪律、搞好军民关系的一个象征。
四、三十一个小时克锦州
1948年10月14日9时30分。
我军的阵地显得一片寂静。但是，如果从城外的高地上看，若干条交通沟条条指向敌人阵地，最近的不到100米，战士们是按敌人的手榴弹甩不到的距离来挖掘交通沟的；各部队的突击队、尖刀连都已到达指定位置，通信线路一直通到他们的身后；稍远处，炮兵阵地中的各种火炮的炮口都指着一个方向；更远处，传来隆隆的枪炮声，塔山阵地上正在进行阻击敌人援锦兵团的恶战。
三颗绿色信号弹直划长空，各个阵地上的900多门各类火炮同时怒吼。这是中华民族战争史上第一次900多门火炮同时怒吼，它不仅预示着辽沈战役进入了一个决定性的时期，更是预示着中国历史上两种命运、两个时代决战的到来。在人类历史上，一个新的时代或一种具有重大意义的新生事物的到来，往往都会伴随着暴力和阵痛。锦州城外的炮火，应当是在为新中国催生。
随着炮火的延伸，我二纵、三纵、七纵、八纵、九纵、六纵十七师各部队从各自的阵地上同时向敌人出击。
最先冲进城内的是城南的九纵。因为锦州城南不是敌人防守最强的地区，所以东总给九纵配备的火炮就要少一些。九纵的先锋部队未等炮火延伸射击就发起冲锋，涉过城外水深齐腰的小凌河，10分钟就冲到了城下。虽然敌人的火力很猛，九纵的七十六团还是决定在压制敌人火力的同时立即进行攀城。五连战士朱万林第一个登上了城墙，竖起了红旗。但他马上就倒在了敌人的枪弹之下。接着，第二个、第三个、第四个，先后四竖红旗，战士上去了，班长上去了，排长上去了。四竖红旗的壮举，鼓舞了战士们的斗志，终于登上了城墙，攻入了锦州城。九纵和七纵并肩前进，在城中从南向北攻击，打起了巷战。锦州城中从南到北有一条中央大街，七纵和九纵就以中央大街为线，七纵在西边，九纵在东边，同时向前突击。
七纵在邓华司令员和吴富善政委的指挥下，以二十一师在左顺着小凌街攻击前进，二十师在右顺着大凌街攻击前进，以十九师为二梯队，向北进攻，总的目标是到达火车站附近与由北向南进攻的二纵、三纵会合。在连续攻占了陆军医院等据点之后，当进攻锦州电影院时，因为电影院的墙厚、碉堡坚固，一个营的敌军在里面依托坚固的工事顽强抵抗，七纵的战士硬是在电影院墙外一次堆码了600多公斤炸药，炸开了电影院，将里面300多个敌人全部炸死或炸伤，才把电影院拿了下来。
七纵攻占西关之后，就已经逼近了锦州的老城。
九纵在詹才芳司令员和李中权政委的指挥下，和七纵一起渡过了小凌河，攻入了城中，同七纵一道向北进攻，进展比较顺利，于下午攻占了国民党的市政府。接着又和攻入城中心的三纵一道，包围了敌十六兵团司令部。15日清晨，攻克了敌兵团司令部。九纵的二十七师还占领了锦州西部的飞机场。
北边是我军进攻锦州的主要突击口，二纵、三纵，加上六纵的十七师，还配属有炮兵和坦克，占了攻城总兵力的43.7％，炮兵的53.2％，当时我军唯一的一个坦克营也全在这里。
由于锦州城北敌人的工事最多，所以二纵和三纵是在用炮猛轰了整整40分钟之后才发起冲锋的。在刘震司令员和吴法宪政委的指挥下，二纵六师在我军坦克开道的情况下首先突入了市区。城北也是敌人防守重点，敌人也准备了坦克和装甲车，所以我军攻入不久，就打开了我军战史上第一次敌人打我们的坦克、我们打敌人的坦克，双方坦克打坦克的战斗。在这场战斗中立了大功的一辆绰号叫“老头”的坦克在英雄坦克手董来扶的驾驶之下，先后参加了5场战斗，战后荣立了一等功，被命名为“功臣号坦克”，该坦克至今还陈列在中国人民革命军事博物馆的大厅里。
就在二纵突入城内通过敌人的第二道工事时，出现了又一位董存瑞式的英雄，他叫梁士英。