毛澤東運籌帷幄，料事如神，後來事態的發展果然如他所說的那樣。
8月底，劉伯承鄧小平在重慶曾家岩駐地召開會議，部署昌都戰役。接到發起昌都戰役的指示後，張國華認真分析了藏軍的作戰特點、作戰過程中可能發生的各種情況以及藏軍向西藏的退路等問題，決定以殲滅藏軍有生力量、促成和平進軍西藏作為昌都戰役的主要目的。在兵力部署上，則以主力一部從兩翼迂回，斷其退路；以主力大部將藏軍聚殲於昌都及其以西的恩達、類烏齊地區。
昌都是西藏東部的門戶，是進軍入藏的咽喉之道，是祖國高原地區的戰略樞紐地帶，為曆來兵家必爭之地。針對敵人的軍事部署，張國華根據毛澤東“集中絕對優勢兵力，四麵包圍敵人，力求全殲，不使漏網”的指導原則，把2萬餘人的進藏部隊分為南北兩個作戰集團。
北線集團由18軍52師和軍直偵察，炮兵、工兵營以及西北軍區青海騎兵支隊組成，分為左，中，右三路，統由52師指揮。右路52師154團由鄧柯偷渡金沙江，協同由玉樹南下的青海騎兵支隊，直插恩達、類烏齊，切斷藏軍西撤退路，阻止丁青藏軍東援；另以騎兵支隊一部直插昌都南麵，阻止藏軍南竄。中路52師主力和軍直炮兵營由鄧柯隱蔽過江，經生達直搗昌都。左路軍軍直偵察、工兵營由崗托強渡金沙江，殲滅同普、江達藏軍，從正麵攻擊昌都；並以一部迂回昌都南麵，阻殲南逃藏軍。
南線集團由53師率157團、42師126團(欠1個營)和125團3營組成，分為左、右兩路，統由53師指揮。右路53師157團由康西巴安渡過金沙江，直出邦達、八宿，切斷昌都藏軍西南退路，圍殲寧靜藏軍；左路42師一部，由貢山、德欽出動，殲滅門工、碧土、鹽井藏軍，爾後向西北方向佯動，配合北線集團作戰。
西藏高原上又有它的氣候、環境、地形和敵情等種種特殊情形，光敵人布防區從金沙江正麵就拉了500多公裏。江邊到昌都又是近400公裏的縱深。如此遼闊地區，敵軍地形熟悉，善馳騁。這就使我軍會像老虎捕蒼蠅，難以捕捉。因此張國華指示所屬部隊，要從外翼作深遠的戰役迂回，抓住敵人就有辦法，包圍住了就是勝利，走得快，就能抓住敵人。
10月6日，張國華一聲令下，舉世聞名的昌都戰役拉開了序幕。各部隊按預定作戰計劃，向昌都藏軍進攻。
北線集團由52師師長吳忠指揮，右路從鄧柯渡江後，長途繞道玉樹巴塘，如期與青海騎兵支隊會合，繞過當麵藏軍，隱蔽南下，跨越巴塘草原，渡過紮曲，攻取囊謙，搶占昂曲邊的甲藏卡，配合友鄰部隊切斷藏軍南逃退路；中路是52師主力，從鄧柯渡江後，在國德與藏軍激戰，殲其一部，於16日強渡紮曲，攻占洞竹卡，逼近昌都；左路部隊於崗托強渡金沙江，遭到同普、崗托一線藏軍的集火阻擊，在炮火掩護下劃著牛皮船，突破藏軍防禦，躍上西岸，疾速向昌都攻擊前進。
南線集團右路部隊在康西巴安附近分批渡江，從兩翼迂回，鉗擊寧靜藏軍，於15日又向邦達、八宿疾進，堵截由昌都南逃的藏軍；左路部隊於6日攻占門工，8日攻占碧土，12日攻占鹽井，守軍倉皇北逃，左路部隊尾追殲其大部，從南麵逼近昌都。
昌都戰役是進軍西藏具有決定意義的一戰。張國華命令各路部隊以蔭蔽行動前進，不露聲色。當吳忠指揮52師擔任正麵攻擊的江邊部隊打響時，敵人還在夢中，他們認為解放軍長途疲勞，水土不服，飛也飛不過金沙江。他們奏著英國銅管軍樂，沿金沙江堅決抵抗。52師從正麵把整個敵人的注意力吸住，為分進合擊部隊贏得了時間。
當南北兩個集團對昌都達成了鉗擊態勢時，昌都總督阿沛·阿旺晉美噶倫見解放軍進展神速，來勢勇猛，即率部放棄昌都，向恩達撤退。當發現西撤拉薩退路已被解放軍切斷時，隨又南折，向邦達、八宿撤退。
張國華向所屬部隊指出：“此時時間是非常緊迫的，幾道門戶尤其是西麵門戶如不迅速封死，敵軍主力隨時有跑掉的可能。因此各路部隊要不顧一切疲勞，猛追，快追!”
我各路部隊在實施千裏大包抄的行進展開中，一直按照張國華的命令去做，在任何情況下，首先要想到民族政策、宗教政策。在進軍途中，各路部隊無論是在大風雪裏，在茫茫的黑夜裏，或是冰雹劈頭蓋麵打來或大雨淋透全身的時候，從來不進寺廟，不住民房，不動群眾一草一木，一針一線，戰士們餓了，幾個人分碗炒麵，喝點雪水，也不向群眾征一點糧。
張國華要求部隊入鄉隨俗，每到一地即進行調查研究和政治宣傳，對於藏族人民的經旛、經塔、神山、神樹、嘛昵堆等和一切宗教建築和風俗習慣，一律加以保護和尊重，這些行動，在藏族人民麵前開辟了一個新的天地。他們祖祖輩輩也沒聽過見過的“新漢人”來了，躲到深山去的藏胞紛紛回來了。
在部隊追擊途中，那些熱情淳樸的男女藏胞們尾隨在部隊後麵，有的歡呼“菩薩兵，菩薩兵!”有的主動要求給解放軍帶路，有的修補被敵軍破壞了的橋梁道路；紛紛叫回被欺騙和裹脅去與我軍為敵的藏族子弟。許多占據“一夫當關，萬夫莫開”的山頭要口阻擋解放軍前進的“僧兵”，也紛紛倒背著槍回來了。他們說，打這樣的“新漢人”，要受神的譴責啊。南集團的部隊在瀾滄江邊的察雅，一次就接受了500多被欺騙和裹脅的所謂“民兵”的投誠。
各部隊按照張國華的命令，以日行120裏到170裏的強行軍速度星夜兼程疾追。有的邊打邊追，有的邊追邊打，有的幹脆甩開了敵人插向敵後。高原風雪晴雨變化無常，空氣稀薄，風凍陽光強。部隊常在海拔4000米以上的雪線上奔走，越過了雪山草地，冰河急流，森林峽穀，荒榛小道，流沙地帶……全軍隻響著一個聲音：抓住它，包住它!不讓敵人跑掉!爭取昌都戰役全勝!
在張國華的指揮下，追擊部隊先於南撤的藏軍抵達昌都西南麵的宗驛山，截斷了藏軍的退路。阿沛·阿旺晉美噶倫於20日晨起義，並命令所部2700餘名官兵停止抵抗，向人民解放軍投誠。10月24日，昌都戰役勝利結束。
張國華不僅是一位可敬的政治工作領導者，而且是一位優秀的軍事指揮員。在作戰方麵，西藏先後三次大的戰役，充分表現出張國華的膽略和指揮藝術的高超。昌都戰役是在西藏地方政府拒絕派人赴京談判，以武力阻止我軍進軍西藏後進行的。戰役中張國華發揮了高原作戰的指揮本領。他和他的戰友們反複研究作戰部署，在對金沙江以西的地形地貌和藏軍布防情況都不夠了解的情況下，果斷地實施了從未有過的橫斷山脈1500裏路的大迂回，一舉解放了昌都，打掉了西藏地方政府當局以武力抗拒我軍進藏的資本，打開了和談的大門。
張國華在談到昌都戰役勝利時說：“正確執行黨的民族政策、宗教政策是取得昌都戰役勝利有決定意義的一環，而昌都戰役的勝利，又是解決西藏問題的重大步驟。當我們回顧這段曆史的時候，愈使我們感到‘政策就是生命’的深刻意義。”
昌都戰役的勝利，粉碎了帝國主義和西藏上層少數分裂分子以武力頑抗的企圖，促進了西藏愛國力量的發展，為和平解放西藏奠定了基礎。同時，人民解放軍以完全不同於舊軍隊的形象在藏區出現，蕩滌了一切造謠誣蔑，擴大了中國共產黨和人民解放軍的政治影響。
10月19日，為反動統治者盤踞了多少年的古城昌都升起了五星紅旗，迎風飄揚，萬眾歡呼。昌都戰役從10月6日發起，進行大小戰鬥21次，殲敵5700餘人。這個嚴重的軍事打擊，促使西藏上層統治集團在政治上迅速地起了分化。在這樣的情勢之下，西藏地方政府終於接受了中央人民政府和毛澤東偉大民族政策的感召，西藏地方政府決定派出以阿沛·阿旺晉美為全權首席代表，凱墨·索南旺堆、土丹旦達、土登列門、桑頗·登增頓珠為代表，前來北京進行和平談判，取道昌都於1951年4月到達北京。
中央人民政府派李維漢為全權首席代表，張國華等人為代表，開始和西藏代表進行談判。
5月5日，張國華從康藏前線趕赴北京，作為人民政府的一名代表，參與同西藏代表的談判。雙方代表在友好團結的基礎上，經過20多天的協商談判，圓滿達成了《關於和平解放西藏辦法的協議》，即“十七條協議”。協議的主要內容是：驅逐帝國主義勢力出西藏；西藏地方政府積極協助人民解放軍進入西藏，鞏固國防；在中央人民政府統一領導下，實行民族區域自治；西藏的各項改革必須實行，西藏地方政府應自動進行改革；實行西藏民族內部的團結； 實行宗教信仰自由政策，尊重西藏人民的宗教信仰和風俗習慣；依照西藏的實際情況，逐步發展西藏的農牧工商業和文化教育事業。
5月23日，毛澤東在中南海勤政殿聽取“十七條協議”簽訂情況後，把目光轉向張國華，按他平常的習慣，和一個不熟悉的人交談時總要先問問對方的籍貫、經曆，當得知張國華是江西人，曾在袁文才、王佐的部隊呆過3個月左右時，眼神格外明亮起來，開玩笑地叫他“井岡山”，並親切詢問了進軍西藏的情況。
張國華簡單向毛澤東彙報了部隊進軍西藏的情況後，毛澤東高興地說：“好哇，辦了一件大事，這是一個勝利，但這隻是第一步，下一步要實現協議，要靠我們的努力。”毛澤東還詳細詢問了進藏部隊的思想、生活情況，要張國華很快進軍拉薩，為全部實現十七條而努力。最後，毛澤東又指示張國華說：“你們在西藏考慮任何問題，首先要想到民族和宗教問題這兩件事，一切工作必須慎重穩進。”
毛澤東指示組織中國共產黨西藏工作委員會，統一組織，統一領導，統一指揮。並決定由張經武率領代表團人員，從海上繞道到亞東，先往拉薩安定人心。張國華和譚冠三政委等帶領部隊分數路向拉薩進軍，並派出先遣支隊先行出發。西北軍區也先後派出了兩支部隊，一支經黑河進駐拉薩；另一支部隊從新疆南部向阿裏前進，擔負著進軍的一個重要方麵。
正當西藏人民和全國人民歡呼和平解放西藏十七條協議簽定的時候，西藏上層集團中一部分反動分子，卻叫囂起來：“北京簽字，我們不認!”替他們撐腰的帝國主義者也從中挑撥。昌都戰役剛剛結束，美國國務卿艾奇遜就在華盛頓的記者招待會上，公開誣蔑中國人民解放自己國土西藏的行動是“侵略”，並胡說什麼“美國認為這是一件最不幸最嚴重的事”。還在張國華率部向金沙江邊挺進時，美國政府就叫嚷要給西藏反動派以直接軍事援助，並唆使國外反動派和西藏親帝分裂主義分子，企圖挑起一場國際性的民族宗教戰爭。印度政府於1950年10月21日、28日和11月1日三次照會中國政府，說“中國軍隊之侵入西藏不得不認為是可悲歎的”雲雲，公開幹涉我國內政。
為促進和平解放西藏協議的貫徹執行，中共中央決定委派張經武為中央人民政府駐西藏代表，前往西藏工作。1951年6月13日．張經武離開北京，取道香港、印度，於7月14日抵達藏南亞東。兩天後，達賴喇嘛在亞東會見張經武，看了毛澤東寫給他的親筆信和協議的抄本，聽了張經武對協議和中國共產黨的民族、宗教政策的闡述，返回拉薩，並於10月24四日致電毛澤東，表示“擁護協議，積極協助人民解放軍進藏部隊，鞏固國防”和“驅逐帝國主義勢力出西藏，保護祖國領土主權的統一”。毛澤東當即複電表示歡迎。從此，和平解放西藏的協議開始生效。這一協議的簽訂和生效，是西藏人民從黑暗、痛苦走向光明、幸福的第一步，也為人民解放軍和平進軍西藏鋪平了道路。
根據和平解放西藏協議，毛澤東於5月25日命令進藏部隊以戰備姿態，分路進軍，防止可能發生的意外情況，保證協議的實現和國防的鞏固。進藏部隊遵照毛澤東的指示，在基本做好進軍保障工作後，於8、9月間，分路向西藏首府拉薩及各地區進軍。第18軍機關一部率52師1個團向拉薩和日喀則地區進軍，52師師部率2個團向嘉黎、太昭地區進軍，14軍42師126團向察隅地區進軍，青海騎兵支隊向黑河地區和拉薩進軍，新疆騎兵部隊向阿裏地區進軍。
7月25日，18軍副政治委員王其梅率領配有統戰、公安、外事幹部的先遣支隊500人，由昌都經邊壩、嘉黎、太昭向拉薩進發，先行入藏了解情況，宣傳協議，籌集糧草。途中翻越6300多米的東、西大雪山。行軍到邊壩至太昭之間荒涼艱苦的“窮八站”時嚴重缺糧，隻能喝代食粉粥充饑。同行的阿沛·阿旺晉美急令管家從附近運來萬斤存糧救急。9月9日，18軍先遣支隊進抵拉薩。
張國華和譚冠三率領主力部隊，和原西藏地方政府和談代表團的部分人員一道分成兩個梯隊揮師從昌都出發。此去拉薩尚有1200多公裏，中間橫亙著19座雪山，要跨過整個橫斷山脈，數百裏山巒都是深深的積雪，像大海一樣漫無邊際，看不見一戶人家，人要吃飯馬要喂料，因此走出昌都地區，運輸補給問題就成為繼續進軍中一項嚴重困難。
張國華清楚地知道，這樣的困難從進軍開始就存在，劉鄧首長早就提醒過張國華：進軍西藏衣食住行都是新問題，吃飯是頭等大事。鄧小平還明確告訴張國華：“補給問題本身就是個政策問題，能否解決，決定於政策是否勝利。”因此鄧小平還提出了“政治重於軍事，補給重於戰鬥”的口號。
張國華深深地體會到，一年多的進軍實踐證明，劉鄧首長這些指示是完全正確的。尤其使張國華難忘的是“甘孜一月”，那時進軍西藏的北路先頭部隊遇到了嚴重的糧荒，吃草根、野菜甚至打地老鼠充饑，同誌們麵黃肌瘦，部隊體力普遍下降，能不能往前走，主要看肚子能不能吃飽了。當時反動派氣焰囂張，昌都戰役發起在即，三軍未動，必須糧草先行。糧食準備成為戰役前各項準備的中心問題。張國華通過群眾工作和爭取上層愛國人士的工作，購買了1萬多頭犛牛和幾十萬斤青稞，並且依靠藏族群眾支援，組織運輸。沿途設站，部隊到了哪裏，群眾工作到哪裏，統一戰線跟到哪裏，就保證了部隊吃得飽、走得動。這些政策執行的成功，對昌都戰役的勝利起了重要保證作用。
張國華率部從昌都到拉薩的更艱苦的長途進軍中，正是運用了前一階段政策上的成功經驗，克服了前進路上一個又一個的補給困難。
依據毛澤東“一麵進軍，一麵建設”的指示，此時青藏公路已動工修建，康藏公路突破了關山阻隔，已越過了甘孜，築路部隊正為劈開雀兒山而日夜搏鬥。敵人曾經嘲笑解放軍：想把公路修上世界屋脊是不可能的，隻不過是一種“幻想”。英勇的築路部隊在飛鳥難飛的雪線上忍受著種種艱苦，發揚了中國人民大無畏的戰鬥精神，完成了築路任務，後方汽車部隊日夜奔忙，將大批物資前運。
但是由於張國華率部進軍西藏的腳步太快，後方的物資仍然難以及時運進來。經毛澤東批準，抽調了C-46、C-47運輸機組成空運大隊，年輕的人民空軍突破了康藏高原的空中禁區，克服了高空雲海氣候多變等種種困難，在甘孜、昌都、太昭等地和雪山草地之間，給進軍部隊以多次空投支援。但由於條件的限製，空投是有限的，在各方麵後勤支援都達不到的情況下，戰士們每人平均負重70至80餘斤。此時，張國華向全體指戰員提出了“叫高山低頭，命河水讓路”的豪壯口號。
張國華率領18軍主力在行軍途中，由於條件艱苦，軍直的1200餘匹騾馬倒斃三分之二，部隊也出現減員，幾乎每天都有幹部、戰士默默地長眠在行軍途中。但是，指戰員們仍嚴守紀律和民族政策，堅持野外就餐，席地宿營，不動藏民的一草一木。政委譚冠三後來在回憶當年行軍情景時寫道：“爬山時由於嚴重缺氧，一動數喘，步履艱難。晚上部隊在雪窩裏露宿，積雪壓倒了帳篷，起床時被子和篷布凍在一起。由於補給困難，有時每人每天隻能吃到4兩代食粉，有時氣溫降到零下20多攝氏度，一碗代食粉糊糊喝不完就結成了冰糊。”
張國華指揮的進藏部隊，模範地宣傳和執行民族、宗教政策。每到一地，部隊都利用時間召開土司頭人會議，拜訪當地大喇嘛和上層人士，給藏民放電影，打掃牛羊圈，治病救人，接濟饑民，大力開展統戰和群眾工作，宣傳共產黨的政策和協議的精神。途中，進藏部隊不住民房，不進廟宇，不借用具，尊重藏民的宗教信仰和風俗習慣，對藏民信奉的經幡、經塔、神山、神廟、神樹、瑪尼堆等，一律加以保護，擴大了中國共產黨和人民解放軍的影響，加強了民族團結，受到了西藏各階層愛國人士的擁護和藏民的歡迎。藏族同胞讚頌解放軍是“毛主席派來的薩嘉巴(新漢人)”、“菩薩兵”。