为配合南线作战，北线的东北民主联军于1947年9月14日起发起秋季攻势。先由南满部队对北宁路及其两侧地区发起进攻，歼灭守备薄弱之敌，诱使沈阳地区的国民党军队主力南调。而后又以北满部队在中长路沈阳以北段发动攻势，使敌首尾不能相顾。在为期近两个月的秋季攻势中，东北民主联军共歼灭国民党军队约6.9万人，迫使敌人退缩在锦州、沈阳、四平、长春、吉林等仅占东北总面积14%的34座城市及其附近地区，陷入更加被动的局面。秋季攻势还调动华北国民党军队5个师增援东北，有力地配合了晋察冀野战军的作战。