四平保卫战结束后，东北民主联军主力部队撤至松花江以北广大地区。从1946年夏到1947年春，经过贯彻中共中央东北局“七·七”会议决议，历行剿匪、发动群众、进行土改、发展军队，使东北民主联军有了可靠的根据地，军队总人数达40余万。取得了三下江南、四保临江等重大胜利，迫使在东北的国民党军队不得不由战略进攻转为战略防御。1947年夏，为了配合关内战场，结束东北民主联军在四平保卫战后被分割于南、北满的局面，进一步消灭国民党军有生力量，从而彻底转变东北战场局势，东北民主联军于1947年5月发动强大的夏季攻势。不到20天时间，相继解放了长春、吉林、四平周围的数十座中小城镇。为了进一步扩大战果，占领东北交通枢纽、切断国民党南、北满之间的联系，1947年6月初，东北民主联军经请示中央军委同意，决定攻取四平。

　　四平守军为国民党七十一军之八十七师，八十八师（被击溃后新整编的），十三军之五十四师，五十三军的榴弹炮营以及七十一军直属炮兵、工兵、骑兵、通讯兵、运输兵等，还有保安第一团、第二团、十七团、装甲兵、宪兵、警察、清剿队以及外地逃到四平的保安大队等，总共3.4万余人。由七十一军军长陈明仁统一指挥。国民党军为了永占四平这一战略要地，1946年5 月占领四平后，在市区内各交通路口用钢筋水泥构筑了许多坚固防御工事。在市郊构筑了数十个钢筋水泥结构的鱼鳞式纵深地堡群，有纵横交错的交通壕连通，尚有无数个独立的大小支撑点、暗堡火力点穿插其间。四平城墙外设有一丈左右深的水沟，有铁丝网、鹿砦区、陷坑区等四五层障碍。陈明仁将四平城区划为五个守备区。第一守备区由八十七师守备，指挥官为该师师长熊新民；第二守备区由十三军五十四师守备，指挥官为该师副师长宋邦纬；第三守备区由保安十七团守备，指挥官为该团团长刘其昌；第四守备区由八十八师、保安一团、保安大队等守备，指挥官为八十八师师长彭锷；中心守备区由七十一军军部、军特务团等部队守备，指挥官为特务团团长陈明信。七十一军军部（即城防总指挥部）设在中心守备区。总指挥部控制3个团的兵力做为预备队，有炮兵、装甲车分别配属支援各守备区，国民党军的一些指挥官对自己的防御工事及部署十分乐观，在东北民主联军兵临城下时，国民党七十一军主要指挥官说：“共军装备低劣，一无飞机、二少大炮，对铜墙铁壁的四平，必将是一筹莫展”。国民党中央通讯社也吹嘘说：“四平固若金汤，国军训练有素，共军难越雷池一步……”

　　东北民主联军攻城部队有第一纵队（于1946年8月由总部直属一师、二师、万毅纵队组建）、第六纵队、西满纵队（即邓华纵队）。攻城战斗分两个阶段，6月11日至6月23日为第一阶段，参加攻城的部队有第一纵队的第一师、第二师、第三师，西满纵队的独立一师、独立二师、独立三师，第六纵队的第十七师。这阶段由一纵队司令员李天佑、政委万毅统一指挥作战。6月23日至6月30日，为攻城第二阶段，参加攻城的部队有第六纵队第十六师、十七师、十八师，第一纵队的第三师，西满纵队独立三师等。由第六纵队司令员洪学智统一指挥作战。

　　根据东北民主联军总部命令，1947年6月初，西满纵队、第一纵队先后开赴四平阵地。6月11日，西满纵队三师攻占四平西郊飞机场，全歼国民党七十一军运输营和保安团一个营共600余人。6月13日，第一纵队二师四团二营攻占国民党军新立屯据点。至此四平近郊的国民党军据点基本被清除，为总攻扫清了道路。

　　东北民主联军攻城部队指挥部经侦察决定，首先从铁路西市区重点突破进攻。其攻城部队部署为：一纵队第一师、第二师在四平西南新立屯、海丰屯一带担当主攻任务，其后有六纵队第十七师作预备队。西满纵队3个师担任从四平以北、西北向城里突破任务。第一纵队第三师在铁路东佯攻以牵制敌人。6月14日20 时，东北民主联军攻城部队冒着倾盆大雨发起总攻。20时45分，一纵队第二师从新立屯方向突破国民党军防线。15日早2时30 分，一纵队第一师从海丰屯方向突破防线。15日晨，突入市区的一纵队第一师、第二师并肩作战，开始了纵深战斗。由于其它方向尚未突破，国民党军得以集中火力反击突入部队，企图夺回失地。但突入城内的东北民主联军部队经过顽强拼杀，不仅巩固了阵地，而且不断向纵深推进。16日，民主联军西满纵队从四平西北面突破国民党军二麦路防线，又开辟一块战场。17日，攻城预备队第六纵队十七师四十七团投入市区作战，进城后采取一个营打一条街的办法，收到明显效果。19日，第一纵队一师因伤亡过大，奉命撤出四平休整，准备打援。第六纵队十七师另外两个团投入战斗。20日，民主联军攻破国民党军核心守备区，占领国民党七十一军军部。国民党军城防总指挥陈明仁逃至路东，核心守备区指挥官陈明信被俘，四平铁路以西市区全部为东北民主联军占领。21日，六纵十七师同一纵三师配合，从四平市南桥洞一带突入路东市区，攻破路东市区国民党军重要支撑点天主教堂外围据点。同日，民主联军西满纵队从天桥北侧向康德火磨方向突击严重受阻。国民党军在地上撒了层黄豆，民主联军战士冲锋时脚踩黄豆极容易摔倒，国民党军趁机扫射，民主联军伤亡甚重，多次突击均未成功，23日，西满纵队一、二两师奉命撤出战斗，准备南下打援。是日晚，西满纵队一师师长马仁兴中流弹牺牲，时年43岁。

　　23日，东北民主联军第六纵队十六师、十八师投入四平攻坚战。四平战斗改由第六纵队司令员洪学智统一指挥。25日，一纵队三师攻占国民党军重要据点天主教堂。此后，国民党军残部被压缩在晓东中学、油化工厂一带顽抗，路东市区一半以上被民主联军占领。28日，国民党东北保安司令部调集的10个师增援四平部队，均已出动，其先头部队已到达四平附近的泉头车站。企图解四平之围，并与民主联军决战于四平外围。在这种情况下，民主联军攻取四平已无意义。遂奉命于6日30日拂晓全部撤离四平战场，四平攻坚战结束。

　　这次四平攻坚战是东北民主联军历史上第一次大规模的城市攻坚战。这次作战，捣毁了国民党军数百个集团工事、上千个碉堡，表现了民主联军指战员高度的革命英雄主义精神。战斗中有的连队只剩几个人，组织起来编成一个班再战；有的连队干部全部牺牲，战士们自动组织一次又一次的冲锋；有的部队穿插深入市区，被国民党军分割，两三天吃不上饭，仍顽强地打退国民党军一次又一次的反击。

　　在这次攻坚战中，中共地方党组织和各级政府有秩序地组织了大量的支前支战工作。战前刚刚成立的中共四平市委、四平市政府、四平市卫戍司令部在民主联军攻城部队突破敌防线后，随即跟进市区，组织人力帮助民主联军运送弹药、救护伤员、清理掩埋牺牲的战士和维护社会秩序。来自辽吉、辽宁、吉林、黑龙江、嫩江等省近20县的担架队、大车队以及近万名民工支援了民主联军这次作战。有不少担架队员直接到火线上去抢救伤员，有的甚至参加了对敌作战。一大批集体和个人立功受奖，被评为支前模范。

　　四平攻坚战结束后，中共中央东北局对这次作战作了充分肯定。在致各纵队将士书中指出：“经过十余昼夜的血战，我军摧毁了敌人4个防御体系的大部，歼敌1.6万余人。……四平之战大大锻炼了我军攻坚能力，我军现有逐一摧毁现代化堡垒群的能力，也就有把握攻克蒋军在东北的任何防御工事。”这次四平攻坚战，有得有失。其不足主要是对国民党守军的兵力和战斗力估计不足、侦察不准。原来估计国民党守军不足2万人，是夏季攻势中的残兵败将，战斗力不强；实际国民党守军有3.4万余人。另外，东北民主联军攻城部队在集中兵力、火力配属和运用以及突击方向的选择等方面，都有缺点和不足。但当识破国民党援军要与民主联军主力在四平决战的企图后，及时撤离，体现了机动灵活的战略思想，民主联军仍然掌握了战略主动权。此次作战，东北民主联军的主要收获是摸索了大规模攻城作战经验，为后来更大规模的攻城作战创造了条件。