10月14日上午9时30分，东野炮纵和各纵队的600门火炮齐声怒吼，6个纵队从锦州城外密布于田野中的蜘蛛网式的交通壕里一跃而起，发起对锦州的总攻。二局死盯着敌情变化，不断向总部报告情况。东野参谋处处长苏静曾说：“东野的指挥叫超常指挥。为什么呢？就是因为有二局的情报。野司命令经常不通过兵团，不通过军，直接发给师，军、兵团对此都不提意见。”锦州城内敌军总司令范汉杰的指挥部临时易地，但他仍感到，“我到哪里，解放军的炮火即跟到哪里，好像完全了解我的位置一样”。
在解放军四面八方的猛攻之下，敌军被打得晕头转向，援军被阻在塔山过不来，锦州守军斗志全无。14日傍晚，锦州守敌全线崩溃，主帅范汉杰等人出逃，锦州的枪炮声渐趋稀少。当日深夜，六股股长刘承远值班，已经没有什么电报，只听到士气低落的东线敌军电台的报务员唱起了凄凉的“夜半歌声”：“空庭飞着流萤，高台走着狸声，人儿伴着孤灯，梆儿敲着五更，风凄凄雨淋淋……”
战斗进行到15日拂晓，东野攻锦各部在市内中央大街、邮电局等处会师，7个纵队(包括炮纵)都向野司报告，战斗完毕。野司据此向中央军委报告，攻锦战役结束。这时，二局侦悉，老城区内仍有敌军电台呼救，显然那里尚有一部敌军未被消灭。野司立即命令部队赶到老城区，又经过4个小时的战斗，锦州全城遂告解放。
31个小时，歼灭10万敌军。锦州攻坚战是东北解放战争中所进行的规模最大、最成功的一次战役。攻克锦州，东北战场形成“关门打狗”之势，东野完全控制了战役的主动权。二局为野司掌控战场全局发挥了重要作用。
根据二局提供的信息，野司定下围歼廖耀湘兵团的作战计划。林彪下达命令：务求“歼灭全部敌人”
锦州像是一根扁担，一头担着东北，一头担着华北。拔掉了锦州这颗钉子，扁担一折两截，敌军一片慌乱。蒋介石认为，解放军攻锦之后至少要休整1个月。然而，东野首长决心不怕牺牲，不怕疲劳，连续作战，“乘胜回头围歼沈阳西援之敌，同时以一部围歼长春可能突围之敌”。
此时，久困于长春的敌军出现变化。10月15日，蒋介石飞抵沈阳。当日，二局侦获驻沈阳的东北“剿总”致驻守长春的“剿总”副司令郑洞国的电报。电报是用东北“剿总”与驻守长春的第一兵团的一个专用密码发的。据当时破译这份密码的孙世聪回忆：“由于这个密码是刚刚突破的，我们尚不能译出这份电报的全文，但从片言只字中知道这是一份命令长春守敌撤退的电报。曹局长得知这一情况后立即来到现场，和我们一起逐字逐码地进行破译研究。当电文中出现'立即向沈阳转进……违者军法从处……中正手谕'这样一些文字后，曹局长顾不上吃晚饭，拿上这份电报，坐上通信员开的摩托车，赶到牤牛屯向林彪报告。”林彪当即下令，位于彰武地区的第六纵队以急行军速度，日夜兼程开赴沈阳与长春之间的昌图地区，阻击并聚歼长春南撤之敌。
在解放军的军事压力和政治攻势之下，10月17日，曾泽生的六十军起义；19日，郑洞国和新七军放下武器，长春宣告和平解放。10月18日，位于后方的东北军区第一副政委高岗和东北军区副参谋长伍修权及时建议，应抓住时机，迅速解放东北全境。在此形势下，经请示毛泽东同意，东野主力立即回头，歼灭在辽西平原的廖耀湘兵团。
东野首长要二局查明廖耀湘的指挥意图。曹祥仁到野司开会后，回到二局传达林彪的指示：“你们分析廖的动向，不要那么多，三四个方案，就问你们他到底要上哪儿，二局要拿出情报来！”曹祥仁感到压力很大。解放军攻克锦州后，廖耀湘率领援锦的西进兵团，正在辽西的彰武、新立屯一带，而这几天廖兵团的无线电几乎完全静默，侦察台无报可抄。没有新的情报，回答不了林彪的问题。曹祥仁凭着多年的战场经验，经过分析、思考，向林彪、罗荣桓、刘亚楼报告：“大兵团作战离不开无线电联络，没有无线电联络就可以判断，廖兵团肯定是在原地按兵不动，犹豫不前。”后来披露的文献表明，这一判断是正确的。蒋介石其时要求廖耀湘继续西进，收复锦州；卫立煌要廖退回沈阳；而廖自己则想向营口转移，从海上撤离东北。三级指挥意见各异，廖耀湘举棋不定，痛苦难言。一向对二局极其信任的林、罗、刘接受了二局的判断，于10月20日定下了在野外围歼廖兵团的作战计划。
锦州战役后仅仅休整了三天，东野各部便从四面八方向廖耀湘逼近。10月22日，黑山阻击战打响，堵住了廖耀湘向南的退却之路。10月23日，各纵队大体完成对廖兵团的合围。林彪下达命令：敌正向南总退却，我军要“乘敌撤退之中，与敌决一死战”，务求“歼灭全部敌人”。
