這一仗是我五縱原來已經預料到的，因為他們估計敵人不會對豐台的大批物資置之不理，很可能會反撲，所以在攻下豐台之後萬毅立即召開了各師幹部會議，布置如何對付敵人的反撲。會議決定，十三師以豐台鎮為中心，構築縱深防禦陣地；十四師一部分向前伸，配合十三師，一部分在宛平以東作為二梯隊；十五師協同十三師防守豐台；獨立九師作為預備隊。縱隊炮兵團在七裏店和周家莊地區建立了發射陣地，著重支援十三師。會後，各部立即利用地形修築工事。
在黃翔的指揮下，第一次進攻投入了7個師的兵力，進攻的重點是豐台鎮。黃翔用了4個師來進攻十三師的陣地，又用了3個師來進攻十五師和十四師的陣地。對於剛經過了遼沈決戰的五縱將士們來說，打敵人的坦克、裝甲車已經有一定的經驗。所以，當敵人向豐台發起進攻時，五縱的將士們沉著應戰，采取把敵人放到近處來打的戰術，先用輕重機槍打步兵，再用爆破筒和炸藥包對付坦克和裝甲車。十三師打得最苦，有的連隊幹部全部傷亡，全連隻剩下20多人仍然堅守陣地；有的連隊把彈藥全部打光，全憑著拚刺刀守住了陣地。敵人在15日這一天發起了7次進攻，仍然沒有取得進展，還損失了十幾輛坦克和一列裝甲列車。
為了改變九十二軍攻打豐台沒有進展的局麵，16日這天，傅作義增加了一個炮兵團，又把另一支中央軍係統的主力部隊九十四軍的兩個師也調了上去，讓九十二軍和九十四軍一道向豐台進攻，並有坦克和裝甲車參戰。我軍打得十分艱苦，有的連排基本上打光了，有幾個團的團級幹部也上第一線和敵人拚殺，全天有60多個團以下的幹部傷亡，三十七團的政委張同新犧牲，三十八團的團長翟秉濤負重傷，全縱隊傷亡達1770人。但是，五縱硬是將敵人頂住了。一天下來，敵人仍然未能取得什麼進展。實在無奈，傅作義隻得把隊伍撤了下來。當然，傅作義撤兵還有一個原因，是南邊的南苑也出現了險情。
攻打南苑機場的是由韓先楚司令員、羅舜初政委率領的東野三縱。
三縱在不久前的遼沈決戰中多次擔任主攻，打了幾次惡仗，立下了赫赫戰功，但部隊的傷亡也高達一萬多人，是東野各縱隊中傷亡最大的。雖然在入關前和入關途中，補充了8000多名新兵（其中包括6700多名翻身農民、1300多名解放戰士），也還沒有滿員。但是，在中央軍委的一聲命令之下，他們仍然迅速入關了，而且還是走在最前麵的兩個縱隊之一。
三縱11月23日傍晚從錦州出發，按急速、隱藏的要求，夜行曉宿，取捷徑，走山道，從冷口入了長城，於12月7日到達指定地點豐潤、玉田地區。東野總部原來是要三縱和五縱一道經北平北麵插入南口、懷來和北平之間，後來中央軍委又命令三縱進至北平的東麵，切斷平津鐵路和平津公路，防止北平的敵人南逃。12月13日，三縱從香河地區出發，先到了北平東邊的通縣東南，切斷了北平敵人在東南方的對外聯係，掃蕩了北平東南方的敵人據點，完成了在東南方對北平的包圍。
12月15日夜間，三縱接到東野總部的命令，為了減輕五縱在豐台的壓力，要他們立即插到南苑，向南苑機場發動進攻。韓先楚要參謀長何振亞迅速組織偵察兵搞清楚南苑機場內部情況，以便盡快發起攻擊。何振亞把這一任務交給了七師的偵察連。七師偵察連一排抓到了駐守南苑機場保安團的一名排長，這個排長給偵察連畫了一張機場平麵圖。與此同時，七師偵察連的二排又鑽過機場的鐵絲網，潛入到了機場裏邊。所以，當七師在何振亞的指揮下向機場發動進攻時，偵察兵們來了一個裏應外合，南苑機場就這樣被我軍輕鬆地拿了下來，繳獲了飛機十幾架和大量軍用物資。傅作義曾經命令黃翔率九十二軍反攻南苑機場。黃翔的確也帶九十二軍的五十六師來反攻了一下，如同他去攻打豐台一樣，根本攻不進去。三縱隻用了一個團的兵力就把敵人的兩個團給打退了。黃翔在對豐台和南苑的進攻中都毫無戰果，屢攻不下，為了保存實力，他在給“剿總”參謀長李世傑打了一個“共軍頑強，我軍疲勞，不宜再戰”的電話之後，就把部隊撤回了廣安門。
南苑機場丟了，西郊機場被解放軍控製了，從此，北平城內到外界的空中通道就隻能靠在城內的天壇和東單臨時辟建的簡易機場了。
由於我軍早已占領了北平東麵的通縣、大興、廊坊，北麵的懷柔、密雲等地，如今西麵和南麵又被我軍占領。截至12月17日，我軍就已完成了對北平的合圍。
在五縱攻占豐台之前，東野的先遣兵團二兵團就占領了重要據點南口。程子華司令員將四縱留在南口，指揮十一縱逼近北平西郊，在西直門外和敵人打了一仗，將敵人想攻出城的坦克車隊擊退，解放了西郊包括清華大學和燕京大學在內的一大片地區，部隊受到了兩所著名學府師生的熱烈歡迎，很多反蔣愛國進步人士都來到了這裏，北平城內不少人都把這一片區稱為“解放區”。
緊接著，十一縱南下宛平，攻克了石景山。石景山是當時北平最重要的工業區，駐有敵人正規軍的一個團和若幹警察。十一縱在戰鬥中不僅消滅了敵人，而且保護好了石景山發電廠、煉鋼廠等重要工業設施，連煉鋼廠的十幾輛汽車都保存完好，一輛未動，故而受到了中央軍委通令嘉獎。當時，石景山發電廠已經停止向北平城中送電，使得北平城中夜晚一片漆黑，自來水斷流，電車停駛（當時的北平，電車是城內的主要公共交通工具）。為了照顧北平城內廣大群眾的正常生活，我軍占領石景山發電廠後，即恢複向北平城內正常供電，受到了人民群眾的普遍歡迎。當然，從另一個角度說，從這時起，北平城內有電無電、有水無水（當時石景山發電廠是北平唯一的發電廠，而自來水公司也依靠石景山發電廠的電力），也就完全控製在我軍的手中了。