人民解放军的行动立即引起敌人的连锁反应。
这时，傅作义集团早已成了惊弓之鸟。从11月起，坐镇北平的傅作义就已深感不安，告急电报如雪片一般飞来，一日数惊。
傅作义整日将两只手握在背后，焦虑不安地在办公室里踱来踱去。平张线战事发起后，坏消息接踵而来：12月8日，傅作义的王牌三十五军被围在新保安；10月，十六军半数在康庄被歼，余部逃到南口；同日，增援新保安的一○四军在怀来突围失掉电讯联络；11日，一○四军军长安春山逃回北平，带回全军覆没的消息；12日，空军又报告发现宝坻地区有解放军强大纵队向天津运动。
这一连串的惊人消息使傅作义全军震撼。
傅作义不得不再次收缩防区，仓促调整部署：刚刚车运北平的六十二军立即乘原火车回防天津；南口十六军余部撤回北平；唐山八十七军撤回塘沽；汉沽、芦台的八十六军撤回天津，重建第一○四军，将河北省保安部队补充二五○师、二六九师，新编三○九师划归一○四军建制……
傅作义判断，平、津、塘之间的联系很快就会被解放军切断，便在收缩兵力的同时，将北平、天津、塘沽划分为三个防守区，实行分区防守。北平防守区以第四兵团司令官李文任司令；天津防守区以陈长捷任司令，六十二军军长林伟俦任副司令；塘沽防守区以第十七兵团司令官侯镜如任司令，八十七军军长段云任副司令。同时，又以天津防守区和塘沽防守区合为津、塘防守区，以侯镜如任司令，陈长捷任副司令。
天津警备司令部亦召开紧急会议，研究加强城防工事和防守兵力的部署。
一时间，平津战场敌我双方都紧急运动起来。
战场形势瞬息万变，谁能把握战机，谁就能赢得胜利。
其实，明眼人已经看明白了：解放军的调动在先，是主动的；而国民党军调动在后，是被动的。
天津战役还未打响，胜券似乎就稳稳地攥在解放军手心里了。
毛泽东连续发出指示，不放过任何一个细节，除了指挥东北野战军迅速分隔平、津、塘、唐的行动，还针对傅作义集团可能沿平汉路，津浦路向南逃跑的情况作了预先部署。伴随着东北野战军和华北军区部队迅如疾风的进军，毛泽东亲自起草的电文一封接着一封。从11日23时到15日2时仅三天多的时间，毛泽东起草的电文就有13份之多，其中13日一天就有八份，字里行间透出毛泽东对战局发展的急切关注。
此时此刻，毛泽东的思维在和时间赛跑，东北野战军的行军速度在和时间赛跑。时间就是胜利。长途跋涉的东野大军遵照毛泽东的指示，不顾疲劳，不惜减员，不怕受冻受饥，以迅雷不及掩耳之势向平、津、塘、唐疾进。
右路大军，五纵、十一纵于13日分别从羊坊镇、白羊城和沙河堡、清河镇地区，经北平西郊向丰台、宛平之间攻击前进，14日攻占海淀、香山、宛平、丰台，17日攻占石景山、门头沟、万寿山，进逼德胜门。
11日，五纵从三河出发，以两天一夜时间行程100余公里，还打了两仗，抢占了北平城北的屏障据点昌平、沙河。13日，纵队先头师挺进圆明园以北、红山口以东地区。这时，林、罗、刘电令五纵避开名胜古迹，从万寿山以西打开通路，抢占丰台。
丰台是平津、平汉两大铁路枢纽，又是北平守敌最大的仓库所在地。抢占丰台，就可切断平、津守敌的联系，堵死北平敌人南逃道路，并可与中路大军共同形成对北平的包围。五纵接到命令后，于天黑时强攻突破扼守红山口的敌人阵地，趁敌混乱之际，实施渗透进攻，直取丰台。
部队立刻一路变成数路，像汹涌的浪潮漫过红山口，从青龙桥和玉泉山之间向南涌进。纵队副司令员吴瑞林指挥部队发扬以乱对乱、乱中取胜的战法，前队打响，后队变前队，火速向丰台前进。重武器和大车队留在后面跟进，一切失掉联系的分队和人员都自动赶往丰台，遇见上级自动接受指挥。
进军路上，敌机不时地投弹扫射，拦阻炮火也响得很凶，野地里到处是敌军散兵扔下的枪支、军帽。敌人争抢着往老百姓家里躲，也有的跪在路边举手投降。战士们边往前赶，边朝后指着说：“别乱跑，到后面找俘虏收容所去！”
部队快步如飞，像离弦之箭射向丰台。忽然，部队左右两侧都出现了平行的敌人队伍。随部队行进的纵队副司令员吴瑞林立即向后传达战斗命令，要大家听候号令，一起行动。战士们立即嘴巴咬耳朵，迅速传了下去。敌人还没有发觉。吴瑞林一声令下，战士们一起转身扑向敌人，搂的搂，抱的抱，夺起枪来。两侧的敌人还蒙在鼓里，直着嗓子喊：“弟兄们，别误会，我们是保安团的！”
战士们回答：“误会不了，捉的就是你们！”
按照毛泽东“只要塘沽(最重要)、新保安两点攻克，就全局皆活了”的指示，杨、罗、耿兵团于12月22日7时，向新保安发起了总攻。经过10小时激战，至17时，全歼国民党三十五军1.6万余人，军长郭景云自杀，副军长王雷震被俘。
22日22时，张家口守军趁夜幕突围。
二纵、一纵二旅和日前赶来的东北野战军四纵，突入张家口市内，乘胜追出大境门，将张家口守军5万余人压缩包围在大境门外宽不到半公里、长不及10公里的狭长地带。24日拂晓，第三兵团和东野第四纵队对敌展开全面攻击，指战员们冒着塞外风雪严寒，插入敌群，纵横厮杀，奋勇追击，堵截逃敌。至16时，除兵团司令孙兰峰率少数骑兵逃脱外，其余十一兵团所属一个军部、五个师、两个骑兵旅，共5.4万余人全部被歼，敌一○五军军长袁庆荣等被俘。
天津，当时人口200万，是华北第二大城市和经济中心。地处水陆要冲，西上约120公里是北平，东下约70公里可经塘沽出海，是南北交通的重要枢纽。明清两朝北平作为都城后，天津就有“京畿门户”之称，战略地位十分重要，亦是国民党军进攻华北、东北解放区的重要基地，但到1948年12月中、下旬，天津同北平、塘沽的联系均被解放军切断，成了一座孤城。
天津市区南北长12 5公里，东西宽不足5公里。地势低洼，河流纵横，北运河、子牙河、南运河、金钟河、新开河、墙子河等汇入海河，从西北向东南将市区切割成两大部分和许多小块。市内多高大建筑物，郊区地形开阔，多为低洼地，是一个地形复杂，易守难攻的城市。
天津设防坚固，其城防工事经过日本侵略军和国民党军的长期修缮，形成了完整的防御体系。共筑有各种大小明碉暗堡千余座，仅大型碉堡就有380余座。还结合市内高大建筑，构成了若干个既能独立坚守，又能以火力互相支援的防御要点。环绕市区周围挖有一条宽1 0米、深3～4米、水深1 5～2米，长达40余公里的护城河。护城河外侧有铁丝网、鹿砦和布雷场；内侧筑有一道高3 5米，底宽7米，顶宽1米的护城土墙，墙上有铁丝网、电网，每隔30米还筑有1座碉堡。墙内交通沟连接纵深之地堡群与核心工事。
1948年6月，陈长捷就任天津警备司令后，按傅作义指示：“改建并增强天津的城防工事，为设堡强固阵地”；“征津市壮丁，编成警备旅作经常守备，以便灵活调度驻防在津的部队”。并根据他对解放军的主攻方向在城防西北角、天津西站方面的判断，决定“在城防西北角再构筑钢筋水泥小碉堡群，以求巩固”。工程预算高达2.9万亿法币，大大超过了天津市当年财政支出的总和。
东北野战军逼近天津时，陈长捷根据傅作义“加固既设工事，想尽一切办法，坚决将天津守住”的指示，采取各种应急措施，以“应付非常时期”。
国民党守军为扫清射界，日夜清除天津外围防御阵地前1000米以内的树木、房屋等，形成天津城外10公里的“真空地带”，并在这一地带埋设近4万颗地雷。
在市内务主要马路中心、胡同巷口赶筑临时碉堡，在海光寺、中原公司、南开大学、跑马场、中纺六厂、市政府、西车站、北车站、北洋大学、警备司令部等高大建筑物上，加修了“强力据点”。
为防止解放军向天津城逼近，在三元村附近引南运河水至护城河，并关闭护城河陈塘庄、赵各庄水闸，隔断其入海通道，使护城河水深猛增至3米。为防止河水冻结，每天派人穿河砸冰，致使河水横溢，津保公路以南10余平方公里地区内一片泽国。
防守天津的国民党军计有2个军部、10个师，连同特种部队及保安团队共计13万人。陈长捷将天津市区划分为西北、东北和西南3个防守区及1个核心阵地。其具体部署是：
新开河以北及以西、南马路以北为西北防守区，防守重点在小西门方向。由第62军防守，其第151师位于新开河以西、子牙河以北地区；第67师位于子牙河以南、海河以西、南马路以北地区；另以1个加强团据守北站前的宜兴埠据点。
新开河以南、海河以东为东北防守区，防守重点在民族门方向。由第86军并指挥第305师防守。其第26师位于天津站至东赛马场地区；第284师位于民族门至娄家庄地区；第293师位于金汤桥、胜利桥以东地区；第305师位于唐家口地区；另以1个加强团据守东局子营房据点。
海河以西、南马路以南为西南防守区，由第94军第43师并指挥津南第1、第2支队防守。第43师位于八里台至陈塘庄一带。
海河以南、墙子河以北、海光寺以东为核心阵地，由天津警备司令部宪兵团、特务营及第94军留守部队防守。
另以重建、新建的第184、第326、第333师为总预备队，配置在核心阵地及其附近。第184师位于中纺六厂、南开大学一带；第326师位于海光寺以南；第333师位于陈塘庄附近。
炮兵集中使用，由警备司令部统一指挥，支援各防守区作战。天津警备司令部在海光寺附近。
陈长捷吹嘘：“大天津堡垒化”，并配备有重兵把守，“可获得绝对之保证”。并对其部属说：这样坚强的设堡阵地，充足的弹药器材，比起总司令当年仅仅一师守着涿州城，不知优越多少倍。“涿州的防守三个月，创造战史上的伟绩，我们现在傅总司令的指挥下，也必要坚持胜利。”
1949年1月7日，林彪致电中央军委，报告了攻击天津的作战方针。报告首先对天津地理形势、防御工事和守军兵力部署等情况进行了全面分析；天津市区南北长，东西窄；天津北部防守兵力强，南部工事强，整个的弱点在中部，中部守兵与建筑物均不强。据此，决定将主攻方向置于天津市中部，“主力争取东西两方对进突击，首先歼灭中部的敌人，将敌南北切断，待我军已在敌之中部地区贯通以后，即以主力转向南面，歼灾南面的敌人。如战斗发展容易，则在第二步同时进攻南北阵地内的敌人。”
同日，刘亚楼参谋长发出《天津攻城应注意的几个问题》的指示，要求攻津各部高度发扬猛烈穿插分割的战术。“先头部队遇到坚固房屋和据点时，暂时不必进攻，只以少数部队看守起来，主力继续向前猛烈穿插。后续部队当着先头部队停止不进时，应另找道路从侧面往前穿插。要做到突破前沿后，无数小部队穿墙越顶，像水银一样无孔不入。先将敌人的防御打乱，然后再一个一个地攻占强固据点，”
概括起来说，天津作战方针是“东西对进，拦腰斩断，先南后北，先分割后围歼，先吃肉后啃骨头”。
担任天津作战的部队，计有5个纵队、22个师及特种兵部队12个团，共34万人，参战的山炮、野炮、榴弹炮、加农炮等大口径火炮538门，坦克30辆，装甲车16辆，由刘亚楼统一指挥。其具体部署是：
第1纵队司令员李天佑、政治委员梁必业统一指挥第1、第2纵队，配属特种兵部队地炮89门、高射炮15门、坦克20辆和2个工兵团，加上纵队所属炮兵，共有大口径火炮273门，组成西集团，为第1主攻方向，由西向东攻击，从和平门附近南运河西岸地区突破。第1步指向金汤桥，求得迅速与东集团会师；第2步会同南集团先歼南半城守军，尔后视情况向北半城发展。另以第1纵队1个师在侯家屯方向担任助攻。
第7纵队司令员邓华、政治委员吴富善统一指挥第7、第8纵队，配属火炮67门、高射炮8门、坦克10辆和2个工兵营，加上纵队所属炮兵，共有大口径火炮169门，组成东集团，为第2主攻方向，由东向西攻击，从天津以东之王串场、民族门地区突破。第1步在金汤桥与西集团会师；第2步以第7纵队向南半城发展，第8纵队向北半城进攻。另以第7纵队1个师又1个团于张达庄附近担任助攻。
第9纵队及第12纵队第34师，配属特种兵部队地炮24门、装甲车16辆，加上纵队所属炮兵，共有大口径火炮96门，组成南集团，由第9纵队司令员詹才芳、政治委员李中权统一指挥，为助攻方向，由南向北攻击，从天津以南之尖山子地区突破，配合东、西两集团，围歼南半城守军。
第8纵队独立第4师主力、第2纵队独立第7师一部及野战军总部警卫团2个营，在城北民生门、丁字沽等处实施佯攻，迷惑牵制守军，以配合主要方向上的作战。
第6纵队第17师为总预备队，准备随时从城西加入第1主攻方向上作战。
第12纵队主力位于军粮城地区，向塘沽方向警戒，并防止天津守军向塘沽突围。
从1948年12月30日起，东北野战军参加攻津作战各部队奉命向天津集结，1949年1月上旬先后到达指定位置，完成对天津的战役包围。
第1纵队集结于天津以西之杨柳青及其以东、以南地区；第2纵队集结于杨柳青西北之王庆坨、义沽港、韩家墅地区；第7纵队集结于天津以东之李明庄、程林庄、贯儿庄地区；第8纵队集结于天津东北之刘快庄、欢坨、范家庄地区；第9纵队附第12纵队第34师集结于天津以南泊唐口、寺口和大小南河地区；特种兵部队集结于杨柳青一带；第6纵队第17师集结于石各庄地区；天津前线指挥所位于杨柳青。同时，第12纵队主力进驻军粮城。
天津是工商业大都市，经济、文化发达，中央军委、毛泽东要求攻津部队，最大限度地保护天津的工商业和文化基础。1949年1月3日，电告林彪；“请令刘亚楼研究在攻击天津时是否有办法使工业区避免破坏或减少破坏的程度。”1月6日又2次致电林彪：我们所顾虑的是工厂区和学校。如果敌人占据工厂、学校顽抗，自应使用战斗手段，如果天津其他区域的敌军均已解决，仅剩下工厂区和学校的敌军，“则应试图采用劝降方法，以便减少破坏”。
天津又是一个有较多外国侨民的城市。1月5日，林彪、谭政向中央军委转报刘亚楼针对天津守军有的据守在外国人的房子内，外国人均在自己房门口插有外国国旗的情况，提出了解决这一问题的3条意见：
“(一)敌人已加以设防并据以顽抗的街道房屋，不管他是否过去租界，不管这个房屋是中国人的或是外国人的，不管他插有哪个国家的旗子，都一律同样加以进攻。
(二)不能因为怕炮弹偶然落到外国人房屋里去，不敢向顽抗的敌人打炮。
(三)敌人未加设防和未据以抵抗的，有外国旗子的房屋，则不必进入，但必要时可派人在适当位置实行监视。”6日，中央军委复电指出：“刘亚楼所提三条是正确的。”以上原则，不仅对天津作战，而且对人民解放军以后攻击其他大城市，具有重要的指导意义。
为确保攻津作战的胜利，参加天津作战的各部队，全力投入紧张的战前准备。
(1)深入进行政治动员和政策纪律教育。在“攻下天津城，打好入关第一仗”的口号鼓舞下，各部队又通过天津郊区群众控诉陈长捷派兵焚烧房屋、夷毁村庄的种种罪行以激发阶级仇恨，广大指战员群情振奋，斗志高昂，决心在最短的时间内以最小的破坏，夺取天津城，活捉陈长捷。在深入政治思想动员的基础上，还进行了城市政策纪律教育。广泛开展“打仗好，团结好，纪律好”的三好战士与三好连队活动，力争“军政双胜”。在执行城市政策方面，“强调原封不动，缴获归公”。
(2)开展近迫作业。所有攻津部队，除担任尖刀突击任务部(分)队外，均利用夜暗，不顾天寒地冻，迅速挖成了蜿蜒纵横的交通壕、单人掩体和营以上指挥所、观察所等。第1梯队各师均挖有三四条深1 5米、宽1 2米的交通壕，仅西集团和南集团的3个纵队就挖交通壕达3 6万余米。既利于保存自己，又利于突然发起攻城战斗。
(3)抓紧兵种战术协同演练。攻津之战是人民解放军各兵种协同攻坚作战规模最大、内容最丰富的一次，工兵又是首次参加攻坚，许多部队缺乏兵种间协同方面的经验。因此，搞好特种兵与步兵的协同动作，是能否充分发挥特种兵的作用、顺利完成任务的关键。1月8日，天津前线指挥所下达了“突破前沿阶段中各兵种协同动作的次序”。根据炮兵射击时间区分，拟定了“破坏射击”、“压制射击”、“克服护城河时”、“向纵深发展时”4个步骤中的步、炮、坦、工的动作次序。同时，还召开了主攻步兵师和特种兵团以上干部参加的协同会议。刘亚楼在会议上强调，参战部队特别是指挥员要充分认识到搞好突破前沿阶段中兵种协同动作的至关重要；特种兵要把为步兵服务作为最高职责。要求参战部队抓紧战前时间，按照协同计划反复组织演练。按照统一部署，各部进行了一周时间的协同演练。坦克兵演练引导和火力掩护步兵进攻；炮兵演练火力摧毁守军前沿障碍和工事，保证步坦顺利突破和向纵深发展；工兵模拟演练对守军火力点、明碉、暗堡等的爆破；步兵和坦克兵、工兵合练了在炮兵火力掩护下突破前沿、纵深战斗的协同动作。
(4)发动群众，研究克服护城河障碍的办法。天津守军引运河水入护城河后，护城河水猛涨并日夜向地势低洼的西南地区倾泻，向天津四郊漫延，极大地妨碍了攻津作战。攻津部队在当地人民群众帮助下，打开南运河上游唐宫屯附近的水闸，切断了护城河水源，使水位迅速下降。同时发动群众，就地取材，大量制造轻便结实，浮力大，不怕枪弹的苇子桥、活叶桥、双梯、翻梯、船桥等渡河工具。工兵部队准备了架设铁轨桥、舟桥的各种器材。为顺利渡过护城河创造了有利条件。
(5)选定突破口和实施佯动。经过周密侦察，东、西、南3个方向的突击集团，共选定了10个主要突破口，确定了突破口的位置和冲击出发地、冲击道路等。为隐蔽主要进攻方向，造成陈长捷的错觉，利用天津市参议会组成的代表团出城谈判的机会，刘亚楼有意安排在天津西北之北仓附近接见该代表团，佯示攻城指挥部设在城北。同时，在北郊组织重炮试射，以警卫团从城北进行火力侦察。这些佯动措施，使陈长捷确信解放军的主攻方向就在城北，不仅将战力较强的第62军第151师始终置于城北，还将其第86军的2个师调至城东北。
(6)加紧攻津作战的后勤保障工作。为全力保障攻津作战，由东北野战军后勤部(设于唐山)统一调度东北、华北两区力量。在天津周围储存了442个车皮计4373吨弹药；在秦皇岛集中了700余万公斤粮食、14万余公斤食油、百余万公斤鱼和肉；紧急动员33个野战医院，按6～8万伤员部署抢救和收治工作。
与此同时，中共中央华北局城市工作委员会指示中共天津地下党组织天津工委，积极发动群众，做好配合，迎接城外部队解放天津的工作。天津市广大工人、学生和市民，在中共天津地下党的组织领导下，积极开展护厂、护店、护校斗争，为保护人民生命财产和天津市工商业和文化基础，作出了积极贡献。天津工委还通过地下党员，冒着生命危险，将通过地下关系获取的天津城防工事图等重要情报，通过华北城工部送给了攻津部队，使天津前线指挥所对城防碉堡位置、形状、守备兵力等有了更确切的了解，为制定作战计划提供了依据。
1948年天津电车工人罢工后，交通瘫痪、电车停驶的情景
1948年底天津电话局职工进行“饿工”斗争，图为停止工作的交换台
为迎接解放，保护工厂企业和机关学校不遭破坏，天津人民在党的领导下开展了护厂、护校和反南迁斗争。