錦州吃緊，蔣介石迫令東北“剿匪”總司令衛立煌由沈陽出兵支援錦州，並派參謀總長顧祝同到沈陽督戰執行蔣介石的命令。衛立煌拒絕執行蔣介石的命令，賭咒發誓地說：“出了遼西一定會全軍覆沒，你不信我同你畫押！”顧祝同與衛立煌多次爭吵，“將一切不堪入耳的話都說出來了”。衛立煌為了免於被人民解放軍消滅，極力忍耐，但對出兵遼西的命令是絕對不下的。衛的打算是將主力撤至營口從海上逃走，讓蔣介石從關內派兵去救錦州之急。顧祝同回南京向蔣介石報告：“東北負責將領不服從命令，企圖避免作戰”等等。
蔣介石聽到顧祝同的彙報後，非常憤怒，於9月30日親飛北平，找華北“剿匪”總司令傅作義，命傅作義出兩個軍的兵力救援錦州。蔣介石在北平“華北剿總”司令部對傅作義等十餘名高級將領訓話，大意說：革命發生了困難是長期的，他料到八年後美蘇必戰，戰爭的結果是美國勝利，我們也勝利。傅作義回憶說：蔣介石“那次講話整個泄氣，大家聽了後，覺得完了，蔣介石從來沒有這樣講過話，而這次來這樣講是泄氣而不是打氣，尤其蔣介石自己毫無信心，想靠美國人僥幸的獲勝還有什麼打頭呢……”傅作義這位以晉奉大戰時守涿州而一舉成名的西北軍名將接著說：“這是他對蔣介石思想上起變化最深刻的一次。”
10月2日，蔣介石又飛臨沈陽，當天下午在沈陽“剿總”對師以上人員講話。他說：“我這次親到沈陽來，是救你們出去。你們過去要找共軍主力都找不到，現在東北共軍主力已經集中在遼西走廊，正是你們為黨國立功的好機會。我相信你們一定能夠發揮過去作戰的犧牲精神，和關內國軍協同作戰，一定可以成功的。關於空軍的協同、後勤的補給，郭總司令和周司令已給你們計劃準備好了。我經常要住在沈陽、葫蘆島，你們有什麼情況，要多聯絡。萬一你們這次不能打出去，那麼來生再見。”
到會的人聽到蔣介石最後一句話很不滿意，認為是“不祥之兆，”但也表明蔣介石要同人民解放軍在東北決戰，連他自己都已經是沒有把握的。
10月3日，蔣介石對遼西作戰方案親自作了詳細的部署，給各部隊下達了命令，即於當日下午飛返北平。5日，蔣介石飛天津視察塘沽新港，遂即乘重慶號軍艦親赴錦州灣的葫蘆島部署。6日，蔣介石給駐守葫蘆島的將領開會，訓話說：“這一次戰爭關係重大，等華北兩個軍及煙台一個軍運到後，協同沈陽國軍包圍錦州的共匪，然後接應沈陽國軍到錦州。各將士的任務重大，幾十萬人的生命，都交給你們負責。要以殺身成仁的決心。”蔣介石指定第三艦隊以最大口徑的24門大炮擊毀塔山解放軍陣地，當日還向守衛錦州的“冀遼熱邊區司令”範漢傑通電話慰問。
蔣介石在葫蘆島部署完畢後，於10月7日乘重慶號軍艦返塘沽。途中，蔣介石在重慶號軍艦上戴著白手套到處摸，發現有灰塵，於是當海軍司令桂永清陪蔣介石吃飯時，蔣大罵桂永清說：“海軍腐化墮落成這樣，要亡國！”一直罵到吃完飯，嚇得各將領再不敢陪蔣介石一起吃飯了。
10月7日蔣介石回到北平，8日，蔣介石對傅作義說他要到上海去，傅作義因戰局緊張就勸蔣不要去，蔣介石說他有私事要去辦。原來是蔣介石接到宋美齡的信，告訴蔣經國在上海“打虎”抓了擾亂金融的孔令侃。蔣介石是要到上海去救大外甥。傅作義針對蔣介石的這種做法說：“蔣介石要美人不要江山，我們還給他幹什麼！這是我對蔣介石思想失了信仰的又一個重要原因。”
蔣介石於10月8日由北平飛到上海，發現大外甥已被夫人救回南京，他便於9日也回到南京。此後的幾天，蔣介石接連收到錦州告急的電報。錦州若失守，在東北的40餘萬軍隊將成為甕中之鱉。於是，蔣介石於10月15日，偕宋美齡再度飛臨沈陽，親自督戰指揮，“以期救護我範漢傑、盧浚泉等忠勇將士”。蔣介石到沈陽的當天，就用飛機給錦州的範漢傑空投一封“手諭”，叫範“能守則守，不能守則退出錦西”。同時也給長春守將，東北“剿總”副司令鄭洞國空投一封“手諭”，命令鄭趕快突圍，“如不遵令突圍，定以軍法從事”。但是，就在蔣介石空投手諭的當天夜裏，錦州被解放軍攻克。10月16日，當蔣介石得知錦州失守，“七萬精銳國軍”被全殲的消息後，嚇得不敢在沈陽再住，急忙偕宋美齡飛回北平。