队都有这种积极主动的作风，仗就好打了。林彪亲自复电给六纵和16师：“26日十八时电悉，盼你们顽强固守，勇敢反击，保持阵地歼灭敌人。我各纵队均可陆续加入战斗。”新3军14师在腰家窝棚遭到截击后，龙天武与新1军商量，企图绕道翟家窝棚向东北突围。六纵首长闻讯，抽调18师54团跑步占领段家窝棚，歼灭国民党军一个营，将翟家窝棚的国民党军也堵了回去。为了加强防线，黄永胜决定将16、18师统归李作鹏指挥。防御的重点是北宁路上的厉家窝棚火车站。26日黄昏，廖兵团大部队潮水般涌向厉家窝棚车站，18师52团坚守有利地形，打退多次冲击。国民党军集中炮火，猛轰六纵阵地，并以步兵两面迂回进攻。48团1连遭受重大伤亡后，国民党军占领张家窝棚。六纵全线防御有被冲破的危险，48团立即调遣主力在朱家窝棚、崔家窝棚一线展开防御，坚守不退。这一夜厉家窝棚地区各个村子都在激烈战斗，许多村庄房屋倒塌，草垛起火，映红了黑夜的天空。六纵许多连队打得只剩不到十人，仍然坚持战斗。许多指战员被炮弹掀起的泥土埋住，又爬出来；一些战士身负重伤还咬着牙奋勇作战。52团2营一昼夜连续打退国民党军十四次进攻，终于没让他们越过北宁线。战至27日凌晨四时，国民党军突然全线溃散。原来是五纵、十纵等兄弟部队赶来围歼。与六纵分开一个月的“攻坚老虎”17师，也从锦州赶到这里，加入围歼廖兵团的行列。六纵在厉家窝棚阻击廖兵团主力一昼夜，为东北野战军各部队迅速赶来围歼廖兵团创造了条件，立了大功。特别是16师迅速捕捉廖兵团主力，顽强坚守，受到总部的高度赞扬。10月31日东总传令嘉奖16师的电报说：“十六师此次堵击廖兵团向新民东南突围的战斗中，表现了无上的英勇。勇敢顽强的抗击了敌人绝对优势兵力的汹涌反复冲锋，使敌突围企图未遂。你师虽有九个连队每连打得只剩六七人至十余人，但这是光荣的和壮烈的，单是你师就俘获了敌人一万八千余人。由于你师的顽强抗击和其他各师的勇猛进攻，使廖兵团十二个师及两个团全军覆没。你们的这次胜利是由于你师在政治工作及党的工作上有很大的转变，因而军事教育也大有进步。但师级首长作战决心勇敢顽强则是有直接意义的因素，纵队首长此次战斗中的决心与指挥也是好的。”＇1＇三纵7师21团3营，竟然摸到了廖耀湘的兵团司令部，打烂了国民党军的指挥中枢。三纵原来的任务是向正安堡方向进攻，24日黄昏赶到那里时，发现国民党军已向东南方向撤退。7师一夜行军，25日六时追到黑山以北的尖山子与8师会合，决定向胡家窝棚一带搜索，寻找国民党军主力决战。这时，廖耀湘还不知道解放军正从各个方向向他包围过来。由于兵团参谋长杨和新3军军长龙天武的疏忽，没有向他通报发现共军大部队运动的情况。所以他下达停止攻击黑山的命令后，还从容不迫地率新3军和新6军向胡家窝棚撤退。25日夜晚，廖耀湘命令71军接替新3军和新6军在胡家窝棚的防区，71军军长向凤武提出部队连续进攻黑山，十分疲劳；夜间换防容易引起混乱，要求26日早晨再行动。廖想想有道理，就答应了。新3军和新6军急于南下，也放松了警戒。没想到就在这一夜，胡家窝棚的接合部正好成了三纵的突破点。26日早晨，胡家窝棚西边高地突然枪声大作。廖耀湘在村中的兵团司令部大惊，连忙往新3军挂电话问情况。龙天武军长回答：他的军部附近发生了战斗，71军部队正在纷纷向后撤，共军快要打到军部门前了。廖耀湘要他尽快脱离危险区，去掌握部队，仍按原计划向营口撤退。龙天武口头答应，不久就与廖耀湘中断了通讯联系。
原来，龙天武惊慌失措，临阵逃脱。他抛下军部官员不管，跳上一辆吉普车，带上一辆拉行李的卡车逃出村子。出村不远，两辆车都陷在一条小河中，龙天武等只好弃车徒涉过河。水深没膝，河面上结着薄冰，他的军裤和皮鞋都泡了水，冻得瑟瑟发抖，真成了光杆司令。他这一跑，新3军便陷入混乱之中。廖耀湘又呼叫新1军，军长潘裕昆也不见了踪影。廖耀湘扔下话机就往新6军军部跑，只见村里村外秩序大乱，街上挤满了卡车、大车、骡马，一群群的溃兵向潮水一样涌向村东，谁也制止不住。廖耀湘跑到新6军军部，所幸李涛军长还没跑。廖要李涛务必收拢部队，稳住阵脚，占领胡家窝棚西头的高地。然后掩护兵团司令部转移到新22师那里去。当廖耀湘到胡家窝棚以东的开阔地区观察形势时，只见胡家窝棚西面的高地正在进行激烈战斗，解放军眼看就要打进村子。胡家窝棚以东有条小河，解放军部队正沿着小河向新1军军部所在的村庄运动，切断新1军和新6军的联系。当时解放军距离廖耀湘本人不过四五百米，枪弹就在廖的头顶上呼啸而过。廖吓得不敢再返回新6军军部，落荒而逃，向东南方七八里外的新1军30师驻地跑去。半路上回头看看，胡家窝棚已经笼罩在战火之中，他的兵团部和新6军军部都被打散了。＇1＇冲向胡家窝棚的是三纵7师21团3营。他们黎明时行军到这里，发现村里村外到处是卡车、吉普和大炮。料定是国民党军主力，根本没想到廖耀湘就在这里。当时新3军部队正在公路上向东南撤退，3营战士冲上去突然开火，将对方打得乱成一团。随后他们在19团配合下冲上村西的高地，向村里扫射。3营8连2排从胡家窝棚南边迂回过河，发现村东有国民党军的重炮阵地。他们冲上前去，俘虏近百人，缴获155毫米榴弹炮十八门和数十辆卡车。国民党军为了争夺重炮，集合两个营的兵力向2排反扑。国民党军骑兵也扔下战马，与解放军战士肉搏。因增援部队未能赶到，2排在与绝对优势之敌激战之后，终因寡不敌众，全部壮烈牺牲。三纵的这场遭遇战虽属偶然，但是他们猛冲猛打，打烂了廖耀湘的兵团部和新3军、新6军的军部，使十万国民党大军失去指挥，陷入混乱。三纵事先没有想到会打出这样的战果，但确实为解放军在辽西围歼廖耀湘兵团，创造了极为重要的条件。林彪获悉部队在胡家窝棚与国民党军主力激战的消息，立即发电报给二纵和六纵17师：“黑山以东之敌正向东南退却，二纵及17师立即出发向胡家窝棚（黑山东北）东南地区猛追敌人。”一旦抓住了廖耀湘的行踪，他就插翅难逃了。这天中午，廖耀湘逃到新1军新30师师部，这里尚未受到攻击。廖耀湘惊魂甫定，立刻呼叫各军军长向他靠拢。新1军军长潘裕昆、新6军军长李涛、71军军长向凤武和兵团参谋长杨先后来到。被打散的兵团指挥部官员也陆续来会合，聚在一起商量出路。此时的廖耀湘完全失去了往日的自信，惊慌失措，全无主张。他用无线电话呼叫各军长时，竟用明语直接喊。参谋长杨大惊，这不是等于向共军暴露自己的目标吗？他再三劝说廖不要性急，要用密语，廖也不听。这天黄昏廖耀湘转移到唐家窝棚的新22师师部，与49军军长郑庭笈通话。郑汇报说：他的军部位于大虎山至沈阳铁路线上的陈家窝棚，目前还没有行动。从陈家窝棚有一条公路直通老大房，过了辽河就可以到达沈阳。目前这是他们的惟一通道，沿途还没有发现共军。他还告诉廖耀湘：卫立煌命令49军退回沈阳，要走就快走，晚了就来不及了。听郑庭笈这样一说，廖耀湘南下营口的决心动摇了，回沈阳又觉得没有前途。其实郑庭笈也不知道，他的退路早已被八纵堵住了。八纵经过两天两夜急行军，终于按总部规定的时间赶到预定地点，接替了独立2师的阵地。49军的前卫团已经被歼灭。这时，卫立煌给廖发来电报，说在这样危急的情况下，辽西的部队应该迅速退回沈阳。廖耀湘拿着电报发愣，一脸痛苦羞愧的表情，感到没脸回去见卫立煌。杨焦急地催促道：“现在正是万分紧急的时刻，卫老总要你回沈阳，你就依照他的命令办好了！是他要你这样做，责任由他承担。”廖耀湘觉得有道理，就开始算计还能拉出去多少部队。照目前情况，只有新22、新30、14师和49军的一个半师能拉出去，其余的部队就很少有希望了。廖耀湘越想越痛苦，命令接通新1军潘军长的电话。他命令潘率领新1军、71军和169师及兵团重炮部队，于27日拂晓沿大虎山至新民铁路向沈阳撤退。在老大房地段渡过辽河。重炮和车辆如果带不走，可以毁弃。潘接受命令时也很痛苦，声音颤抖地说：“我将尽我的能力去做。”
10月27日是廖耀湘兵团全军覆没的日子。26日下午林彪命令各纵队：“六纵已在二道境子以南地区击溃敌人，现敌已成混乱。我各部队速向二道境子、半拉门方向猛追，乘机歼敌。”夜晚二十一时，林彪又命令各部队：
一、今夜及明日、后日各部队均应勇敢主动寻敌攻歼。
二、应集中主力各个击破敌，最好以三个师围敌一个师，以二、三个团歼敌一个团。
三、应各抓住一股敌人，先包围后，经过几小时准备再发起攻击；对溃退的敌人立即发起冲锋。
最后的总攻开始了。一纵、十纵从黑山向胡家窝棚，二纵、五纵向无梁殿、半拉门，三纵、六纵向厉家窝棚，七、八、九纵向姜家屯，把廖耀湘兵团十万大军包围在方圆几十里的狭小范围内，进行分割围歼。各纵队都下了命令：今夜不许吃饭、睡觉和休息，哪里有敌人就往哪里打，哪里有枪声就往哪里追。各纵队发起攻击后，枪声、炮声、喊杀声震天动地。国民党军溃不成军，根本无法组织战斗。廖耀湘等随新6军军部和22师行动，在一片开阔地被解放军隔断包围。东边枪响，人群往西逃；西边枪响，人群又往回跑。廖耀湘、杨、李涛等坐在吉普车上，颠颠簸簸坐不住，又下来跟着汽车跑。只见大炮、卡车、辎重被扔得到处都是，官兵们四下溃散。
杨等分头向人群大喊：“你们不要跑，组织起来吧，帮我们突围出去！司令官、军长都在这里，你们保护着出去，要官有官，要钱有钱啊！”此时谁还理睬他们，顾命要紧。廖耀湘等眼睁睁地看着22师逃散，只剩他们几个人不知如何是好。最后也只好分散开，各自逃命去了。此时的战斗，已经不分前方后方，一线二线，各纵队的建制也跑乱了。27日一天林彪没有再下达命令，把权力下放各部队。解放军人人上阵，捉俘虏、缴武器，忙得不可开交。这天有三四百国民党军骑兵闯到六纵司令部驻地的村子，六纵全体机关人员，包括男女宣传队员、医生护士，人人投入战斗。国民党军反而惊慌失措，人马全部被俘。这一天六纵总共俘虏两万人之多。
27日十七时，林罗刘向中央军委和东北局发出告捷电报：“廖耀湘兵团五个军已全部被包围和击溃。已俘敌数万，俘虏中已查出副军长一名、师长一名，目前正猛烈扩张战果中。”毛泽东于23时回电，表示“极为欣慰”。并要他们指挥部队向沈阳、营口进军。10月28日早晨，围歼廖耀湘兵团的战斗基本结束。各纵队陆续退出战斗，清理战场。算起来，他们连续战斗了四十多小时，如果加上行军时间就更长了。战斗中猛烈追杀和胜利的高度兴奋，使指战员们忘记了疲劳和饥饿。战斗结束后，五纵14师41团王团长在刘屯向老百姓买了一只鸡，收拾好用面粉裹住油炸，做了个香喷喷的“虎头鸡”，请吴瑞林副司令员和师政委丁国钰来尝个鲜，大家喝杯庆功酒。几个人围在一起津津有味地吃起来，王团长刚吃了几口，手里的筷子不觉滑落到地下，趴在桌子上打起了呼噜。大虎山以东的辽西平原，硝烟散去，又恢复了平静。解放军战士在村里村外收集战利品，拉大炮、推汽车，一箱箱弹药堆积如山，垂头丧气的国民党军俘虏，排着长长的队伍，被押送到后方。成千上万的民工在地方政府组织下，帮助部队运送伤员，搬运物资，掩埋阵亡者的尸体。一大批国民党军高级将领被解放军俘获。49军军长郑庭笈带着195师一个团，27日在厉家窝棚从上午打到夜里，也没有突出去。28日凌晨他带着师长和少数随从想过辽河逃往沈阳，走了二十多里被七纵俘获。71军军长向凤武混在俘虏群中，也在台安被解放军查出。廖耀湘、李涛带了部分卫兵仓皇逃命。周围村庄都已被解放军占领，廖为了缩小目标，遣散了卫兵，与李涛、22师副师长周璞等躲在一个洼地里，等到天黑再行动。他们向南徒涉绕阳河，周璞不慎掉进一个深坑，大呼救命，招来了解放军的巡逻队，李涛又跑散了。天亮后廖耀湘、周璞走进一个村庄，没想到村里也住满了解放军，幸亏天还不太亮，他们躲过哨兵，又钻进一个高粱秆堆里藏身。白天他们看着解放军大部队向各个方向行军，等解放军过完了，他们才找当地农民用钱换便衣和吃的东西。廖原打算逃回沈阳，走到辽河边上，听说沈阳已经解放，遂决定掉头往回走，进关去找出路。他们混在逃难的老百姓中，走走停停，11月6日到了黑山西南的中安堡。辽西围歼战结束后，东总政治部就给各部队发出电令缉拿廖耀湘。并指出廖是湖南口音、矮胖、眼睛近视。这天，驻在中安堡的解放军某部后勤部的战士发现街上来了两个身穿破衣、肩披麻袋的“南方商人”，其中那个头发花白的胖子，特征与通缉令上说得一样。后勤部将两人扣留，李股长负责审问。矮胖子自称姓胡，在沈阳做生意，战乱中被人抢了，只好逃难回老家。这些话当然骗不了人，李股长命令把他送警卫连看管，却把周璞给放了。到了连里，连部卫生员是个解放战士。他指着廖问：“你不是廖耀湘吗？在西安阅兵时你还给我们讲过话呢！”廖慌忙否认，脸涨得通红。警卫连林指导员看在眼里，心想八九不离十了。行军时廖将帽檐拉得盖住脸，只露两只眼，生怕原国民党军士兵认出他来。林指导员劝告他：“你最好自己承认，不然新解放�