11月1日，第二野戰軍在第一、四野戰軍的配合下，開始解放四川的決戰。

11月29日，由賀龍率領的解放大軍越過秦嶺，兵分三路向四川挺進，各路大軍直逼成都，川西地區的國民黨殘部處于人民解放軍的重重包圍之中。

11月30日，重慶解放。在重慶坐鎮指揮川東戰事的蔣介石逃到成都，并立即部署“川西決戰”，企圖負隅頑抗。12月7日，蔣介石到達成都的當天，在北較場中央軍校的“黃埔樓”內召見在成都的所有軍政要員，強調：“成都必須堅守，從此以后，可不必再言撤退西康，以免動搖軍心?！彼铝畛闪⒘艘孕姓涸洪L閻錫山為主任委員的“總體作戰執行委員會”，命令胡宗南、羅廣文、陳克非等殘部約40萬兵力火速撤至成都附近。他派顧祝同接替張群的西南軍政長官職務，任命胡宗南為副長官兼參謀長，統一指揮川西各路國民黨的潰軍，死守成都。同時，成立川西決戰指揮部，由胡宗南任總指揮，楊森、劉文輝、鄧錫候、潘文華為副總指揮 。

蔣介石不斷給國民黨將士打氣，鼓吹“抱有匪無我、有我無匪的決心”，在成都決一死戰。蔣介石命令從重慶西撤的部隊死守岷江和沱江，利用有利地形正面阻滯解放軍向成都進擊；命令胡宗南集團從秦嶺川北一線南撤至成都地區，準備在此與解放軍打一場大仗，倘若失敗，就向云南和西康撤退。

然而，人民解放軍行動神速，粉碎了蔣介石的美夢。就在重慶解放，胡宗南集團和國民黨其他殘部紛紛向川西地區撤退時，劉伯承、鄧小平就認為，為不使胡宗南等國民黨軍隊逃往云南和國外，要將其聚殲于四川境內。他們判斷，四川境內國民黨軍在成都失守后退往云南的道路有兩條：一條是由成都經新津、樂山、宜賓進入云南；另一條是由成都經邛崍、雅安、西昌進入云南。此時，后一條道路已被解放軍切斷，因此，敵軍的退路只剩下樂山一條。因此，劉伯承、鄧小平命令一部分兵力迅速搶占樂山、大邑、邛崍等要地，斬斷胡宗南及川內其他國民黨軍的退路，使其成為甕中之鱉。

1949年12月6日，劉伯承、鄧小平發布《成都平原圍殲戰》的命令，作出“繼續西進，完成切斷敵之退路”的部署。這個戰役的關鍵在于占領樂山，完全切斷敵人退往西昌、會理、云南的公路線。

劉伯承、鄧小平指揮部隊一面加緊圍殲，一面抓緊有利時機，大力開展政治攻勢。隨后，時任國民黨西康省主席劉文輝、西南軍政長官公署副長官鄧錫侯、潘文華和國民黨云南省政府主席盧漢相繼在四川成都彭縣和云南昆明起義，駐扎在宜賓一帶的國民黨第二十二兵團司令郭汝瑰也率第七十二軍在宜賓宣布起義。

眾叛親離的蔣介石深知大勢已去，而又回天乏術，于是在12月10日，從成都鳳凰山機場倉惶登機，離開大陸飛逃臺北。不過，登機前他還向胡宗南下令要“死守成都”，完成“川西決戰”的計劃。

窮途末路的胡宗南為集中全力向南突圍，防止其部隊被解放軍分割擊破，將部隊急速收縮，把重兵部署于成都以南的雙流、新津一帶；一面以其主力國民黨第五兵團守新津，國民黨第十八兵團在新津、成都之間構筑工事，抵抗人民解放軍的進攻；一面將成都以北地區的國民黨第七兵團撤至德陽、三臺區域，國民黨第十六兵團置于什邡、廣漢地區，國民黨第十五、二十兵團殘部置于郫縣一帶。

劉伯承、鄧小平認為敵人的如意算盤不過是在榮縣、井研、樂山等要點被我軍切斷后，仍有一條南逃的通道。于是命令南線的人民解放軍第二野戰軍的第三、五兵團各部進占新津、大邑、邛崍、名山地區。12月21日，解放軍向被圍困在成都地區的國民黨殘軍發出最后警告，要他們放下武器，如果再執迷不悟，必將受到無情的打擊。解放軍各部遵照指示，一面緊縮對成都的包圍，在雙流、新津、邛崍、蒲江等地分割圍殲敵人，一面進行總攻準備。

12月22日，胡宗南在新津召開軍以上指揮官緊急會議，計劃向西康、云南方向突圍。胡宗南為給部下打氣，聲言“要團結一致，抵抗到底”。但“抱定為黨國犧牲的決心”的胡宗南自己卻毫無信心，置大批部隊的生死于不顧，第二天即由成都乘機逃跑。

胡宗南逃跑后，在解放軍的軍事與政治的雙重打擊下，成都地區的國民黨軍隊已成驚弓之鳥。處在包圍中的國民黨軍隊更加軍心渙散，大多數高級將領已喪失斗志。欲戰無力，欲守不能，欲逃無路，完全陷入絕境，情緒極度低沉，到處彌漫著絕望的氣氛。

在劉伯承、鄧小平四項忠告等政治攻勢的感召下，在各方面的積極爭取下，12月21日，國民黨川鄂署副主任董宋珩率第十六兵團在金堂宣布起義；24日，國民黨第十五兵團司令羅廣文、第二十兵團司令陳克非率部在彭縣起義；25日，國民黨第七兵團司令裴昌會率部在德陽起義。唯獨胡宗南之親信、國民黨第五兵團司令李文仍堅持頑抗，糾集所轄七個軍分兩路突圍，妄圖打通邛崍到雅安的公路，逃脫人民解放軍的圍殲。但這支往日傲氣十足的軍隊，此時已潰不成軍，剛剛冒出頭，便遭到解放軍的迎頭痛擊，無法突出包圍圈。

12月25日，解放軍各部隊按照統一部署，對成都被圍的國民黨軍隊發起了總攻。在人民解放軍強大的軍事壓力和政治攻勢下，國民黨殘部投降。至此，蔣介石在大陸上的最后一支王牌主力胡宗南集團除少數人向西昌逃竄外，全部被殲滅。成都戰役勝利結束。

1949年12月27日，南北兩線解放軍在成都勝利會師，成都宣告和平解放。這一天被稱為成都解放日。

12月29日，成都各界123個單位組成四川省會各界慶祝解放大會，歡迎解放軍勝利入城，做紅旗，扎彩燈，學新歌，扭秧歌……真是歡天喜地的不眠之夜。

12月30日，中國人民解放軍舉行盛大的入城式，受到了中共成都地下組織代表和各界人民的熱烈歡迎。從此，成都進入新民主主義和平建設的新時期！