陳明仁算是幸運，在親弟弟的掩護下先撤一步，逃往路東地區負隅頑抗。
21日，東北民主聯軍從西南、西北兩個方向向路東國民黨守、軍發起進攻。
四平告急，蔣介石親派蔣經國坐專機前往瀋陽，並向四平困守孤城的陳明仁空投了蔣介石的手諭：“四平一仗，關係到黨國命運。這正是汝等效忠黨國的好時機……”
在四平東區臨時指揮所裡的陳明仁，知道自己是註定要與四平共存亡了。
他責令下屬拼命死守。當部下和國民黨偽遼北省長提出突圍建議時，陳明仁拔出手槍往桌上一拍，臉色鐵青地警告：“如有再敢言突圍者，以擾亂軍心論處，格殺勿論！”
在陳明仁的威迫之下，退縮於四平城東的國民黨守軍殘部，作困獸之鬥，戰鬥慘烈異常。
由於國民黨守軍全部龜縮於東區，陣地縮小，兵力集中，進攻更為困難。
此時，攻城的東北民主聯軍才察明，防守四平的敵軍，並不是原來估計的1萬餘人，而是34000 餘人，且有空中支援，彈藥充足。東北民主聯軍攻城部隊傷亡很大，一縱的第一、二師已撤出戰鬥，由六縱部隊接替。
6 月下旬，正當四平攻堅戰進入最艱苦階段時，杜聿明調動了十個師的援軍，由瀋陽和長春兩個方向向四平急進。其中，威脅最大的瀋陽方向的八個師，兵分三路，於6 月24日進至昌圖、馬堡附近。東北民主聯軍總部遂決定撤出戰鬥。
三戰四平，東北民主聯軍與國民黨守軍血戰十餘天，終於功虧一簣，飲恨北去。
四平作戰失利後，林彪與羅榮桓為此承擔了主要領導責任。7 月2 日，在兩人會籤的關於《夏季攻勢的基本教訓》的電報中，分析了沒有打好仗的主要原因，主要是：沒有完全弄清敵情，指揮上存在輕敵急躁情緒，攻城兵力沒有高度集中使用等等。
除情況不清、輕敵和兵力不夠集中之外，喪失了最為有利的作戰時機也是一個重要原因。
四平攻堅戰，是東北民主聯軍發展史上第一次大規模的城市攻堅戰。這次作戰，雖然沒有達到預期的目的，但搗毀了國民黨數以百計的集團工事，佔領了市區的五分之四，以傷亡1。3 萬人的代價，殲滅國民黨軍1。7 萬人，給杜聿明的重點防禦以沉重打擊，動搖了東北國民黨軍固守大城市的信心。
東北民主聯軍發動的夏季攻勢，歷時50天，橫掃中長鐵路瀋陽至長春段兩側，攻克城鎮40餘座，殲滅國民黨軍8 萬人，使東北的戰局發生了根本性的轉折。
此時，國民黨在東北所控制的區域已經縮小到不足10萬平方公里，而且，維繫統治區的兩條大動脈嚴重梗阻：聯接瀋陽、四平、長春三大據點的中長鐵路線已基本被切斷；聯接東北與華北的北寧線也時通時斷，毫無保障。
7 月8 日，東北保安司令長官杜聿明因病卸任。東北的戰局岌岌可危，關內的形勢也使國民黨當局寢食不安。
7 月初，共產黨晉冀魯豫軍區司令員劉伯承和政委鄧小平率領的中原野戰軍南渡黃河，挺進大別山，在蔣家王朝的心臟地區插上了一把利劍，揭開了戰略進攻的序幕。
稍後，共產黨晉冀魯豫軍區的太嶽兵團和華東野戰軍又一左一右，分別挺進豫西和豫皖蘇，與劉鄧大軍相呼應。蔣介石為了平息軍隊高階將領對參謀總長陳誠指揮無方的怨氣，8 月初，借東北指揮官空缺的機會，將陳誠派
往東北。在國民黨軍數以百計的高階將領中，像陳誠這樣戰績不佳卻官運亨通的人物並不多見。
陳誠，出身於浙江青田縣的一個農民家庭，20歲當兵，30歲被提升為國民革命軍第二十一師師長，34歲升為軍長。1945年以後，又出任參謀總長、東北行轅主任、臺灣省政府主席，最後“榮任”臺灣偽政府“副總統”。
8 月上旬，陳誠飛抵瀋陽，正式就任東北行轅主任。為了整肅軍紀，加強對部隊的控制，陳誠撤銷了東北保安司令長官部，由東北行轅直接控制部隊，將東北國民黨軍編組為第一、第六、第八、第九四個兵團；並將原有的11個保安支隊和交通警察總隊等遊雜武裝擴編為四個軍，使國民黨軍在東北的總兵力擴張至14個軍50萬人之多。
陳誠還以整編的名義，撤換了原東北各保安支隊的司令，將自己的親信全部安插在重要位置。
七十一軍軍長陳明仁，因死守四平有功，被授於青天白日勳章。陳誠上任後，以放縱部下貪汙為理由，撤了陳明仁七十一軍軍長