在錦州攻堅戰中，九縱又與七縱並肩擔任城南突破任務。總攻發起後，第二十五、二十六師迅速開啟突破口，隨即向縱深發展。九縱與二縱、三縱、七縱、八縱一起，僅用31小時即全殲了號稱“機械化兵團”的10萬守敵。
其中九縱計殲敵1。5 萬餘人，並活捉東北“剿總”上將副司令範漢傑、兵團中將司令盧浚泉。為此受到了東野總部首長的表揚，得到“全縱隊奮發努力，進步甚快”的評價。攻錦戰役結束後，九縱又迅速趕往大虎山地區，投入了圍殲廖耀湘兵團的遼西大會戰。當廖耀湘兵團發覺將被我軍包圍後，企圖撤向營口從海路退逃。 10 月26日，東北野戰軍總部命令九縱從大虎山地區南下，經臺安於海青灣東渡遼河，切斷敵南逃之路，並抓住逃向營口的第五十二軍，待七縱、八縱趕到後再行圍殲。這時，九縱已經連續急行軍六晝夜，部隊體力十分疲憊。但為了抓住廖耀湘兵團，奪取遼西會戰的全勝，全縱隊指戰員不顧飢餓和疲勞，又急行軍五天，最後一晝夜一氣追擊230 裡，終於在10月31日趕到營口附近，抓住了正企圖由海路逃跑的國民黨第五十二軍。
詹才芳當即命令部隊不顧疲勞投入戰鬥，對營口之敵實施弧形包圍，並以一個營掩護重炮團，進至營口以北，以火力封鎖出海口。
11月2 日晨，詹才芳發現敵有登船逃跑跡象後，遂決定不待七縱、八縱趕到，九縱即單獨向營口之敵發起進攻。二十七師七十九團以果斷的行動，攻佔了營口以西的西海口小高地，控制了西海口炮臺工事。師主力於五臺子突破防線，擊潰守敵一個營。二十五師在邵家屯突破敵人防線突入市區，第七十五團一營經激戰後佔領海關碼頭，七十四團攻佔營口車站。
突入市內的兩個師很快將敵攔腰斬為數段，敵五十二軍第二師、第二十五師已呈現混亂狀態。九縱部隊大膽穿插，分塊圍殲。經數小時戰鬥，守敵大部被殲。登船逃跑的敵人，也遭到我炮兵射擊，一艘運兵船和22只帆船被炸起火，3000餘敵人全部被燒死、淹死。
由於九縱不畏疲勞的勇猛追擊和當機立斷的果斷進攻，不僅解放了營口，而且阻絕廖耀湘兵團從海上逃跑之路，迫使廖兵團又改逃瀋陽，並最終彼東北野戰軍主力全殲於遼西平原，東北最大的城市瀋陽也隨之解放。
營口戰鬥，九縱共計殲敵1。4 萬餘人。營口的解放，標誌著遼瀋戰役的
勝利結束。九縱為歷時52天的遼瀋戰役，劃上了句號。九縱在出關後的一年零兩個月作戰中，共計殲敵4。4 萬，繳獲飛機4 架，坦克4 輛，各種火炮477 門，各種槍1。6 萬餘支。1948年11月，根據中共中央軍事委員會關於統一全軍編制及部隊番號的命令，第九縱隊改編為中國人民解放軍第四十六軍，仍歸東北野戰軍建制。詹才芳任軍長，李中權任政治委員，楊梅生任副軍長，段德彰任副政治委員兼政治部主任，袁淵任參謀長。第二十五師改稱第一三六師，曾雍雅任師長，徐光華任政治委員；第二十六師改稱第一三七師，蕭全夫任師長，李振聲任政治委員；第二十七師改稱第一三八師，任昌輝任師長，王文任政治委員；冀熱遼軍區獨立第七師調歸該軍建制，改稱第一五九師，陳宗坤任師長，曾凡有任副政治委員。改編後，全軍共4。7 萬餘人。1948年11月22日，東北人民解放軍分三路，以排山倒海之勢浩浩蕩蕩向華北開進。九縱為左路兵團的先頭部隊，經16天連續行軍，行程達1400餘里，12月7 日進入冀東。後為執行毛主席關於“取捷徑以最快速度行進，突然包圍唐山、塘沽、天津三處敵人，不使敵逃跑”和“唯一的或主要的是怕敵人從海上逃跑”的指示，九縱又奉命分兩路晝夜不停，輕裝急進，於12月18日插入天津軍糧城，切斷了天津之敵向塘沽從海上逃跑退路，隨後又同兄弟部隊一起，完成對天津國民黨軍的戰役合圍。
天津守敵共有13萬餘人，並且擁有自1947年秋即開始修建的堅固工事，即敵所謂的“大天津堡壘化”，自詡堅守一個月不成問題。
東北野戰軍參謀長劉亞樓被任命為天津前線指揮部司令員。攻城具體部署為：以第三十八、第三十九軍組成西突擊集團，以第四十四軍、四十五軍組成東突擊集團，兩大集團東西對進。第四十六軍並指揮四十九軍第一四五師，則由天津城南向北實施輔助突擊。
1 月14日上午10時天津總攻開始。四十六軍在突破階段受阻，傷亡相當大。但當天深夜師指揮員進到突破口後，及時調整部署，利用夜晚向敵縱深發展進