内外线配合，南北满部队配合，国民党军首尾受敌，难以兼顾。率部正面接敌的曾克林，抓住国民党军北撤的时机，指挥各师团各自为战，全力向进犯的国民党军进行截击、追击。在阎家街鹿尾林地区歼敌1300余人，在柳河大北岔、德兴屯地区又歼敌1个团2个营。经过一个多月外线、内线密切配合的艰苦作战，至3月6日，国民党军进犯临江的5个师3个被打垮（2个撤走），累计歼敌1万余人，辑安、桓仁、柳河等五个县相继收复，南满根据地进一步扩大。国民党军对临江的第三次进攻再次被打退。
由于打得积极主动，战术上灵活多变，辽东军区部队在第三次保卫临江战斗中伤亡不大，内线、外线加在一起不足1000人。但四纵第十师师长杜光华，在通化以北五七一高地十师临时指挥所里被敌人的炮火击中，英勇牺牲。杜光华是一位身经百战的优秀指挥员，时年还不满32岁。
国民党军第三次进攻临江于3月6日被粉碎后，南下作战的北满民主联军部队遂即回撤休整。杜聿明集中国民党军新编第一军、第七十一军等部，在多架飞机的配合下分三路北犯，追到松花江边（部分部队已达江北岸）。林彪司令员发现敌人力量已经分散，正是歼灭其有生力量的大好时机。遂果断决定，集中北满12个师及及炮兵部队于3月8日第三次渡过松花江，进行反击作战。见民主联军来势凶猛，松花江两岸国民党军迅疾全线撤退。民主联军乘胜追击，打击德惠出援之敌。至11日，歼灭国民党军第七十一军之第八十八师大部、第八十七师一部，并包围了农安。杜聿明狗急跳墙，一面从南满和热河调兵北上解农安之危，一面令吉林守军打开小丰满水库闸门放水，企图逼迫北满民主联军主力在松花江南岸与其决战。获取这一情报，林彪为争取主动，令北满部队于16日迅即撤回江北。此战歼灭国民党军七千余人，有力地调动了南满部队，策应了辽东军区作战。萧劲光抓住这一时机，指挥部队对通化、新宾、桓仁线敌人发起攻击，解放了三棵榆树、旺清到山城镇一线地区，扩大了第三次临江保卫战的战果。
三、四保临江大获全胜
进入3月后，东北大地逐步转暖，松花江开始解冻。南满最艰苦难熬的隆冬季节即将过去了。
民主联军三次保卫临江战斗的胜利，给了国民党军以沉重的打击，使其锐气大挫。遥控指挥的蒋介石又惊又气，连连发电问责。杜聿明已懊丧到极点。如此惨败，他知道将意味着什么。这不仅有损于自己“党国精英”的形象，更感到无颜面对着意栽培、全力信托的“校长”。他决意趁北满主力回渡松花江之际，再次向临江发起进攻。为稳操胜券，杜聿明以“当面向委员长报告”为名将郑洞国派去南京，要求国民党统帅部向东北增调两个军，以增加进攻力量。由于全国各战场八路军、新四军遵照党中央、毛泽东“集中优势兵力，各个歼灭敌人”的方针，大量歼灭了国民党军的有生力量，蒋介石已明显感到兵力不足。东北固然重要，但增兵的请求却使他为难，无可奈何。费了那么大的力气，弄到这种局面更让他恼火。郑洞国请求增兵的话刚出口，蒋介石就不硬不软地拒绝了：部队已经不少，不少了。要紧的是指挥、调度！郑洞国羞愧满面地回到沈阳，一下飞机就主动请缨，要求再次率部进攻临江。
3月下旬，郑洞国重掌指挥权，拼凑、集中起约7个师（14个师的番号）达20个团，号称10万之众的兵力，以新宾、通化为枢纽，分左、中、右三路，摆开一个宽大的正面，向临江地区发起第四次进攻。兵力部署是：以其第六十军之第一八四师、第一八二师等部共四个团为左路军，由海龙、梅河口向辉南、金川、柳河进攻，而后向孤山子方向发展，策应中路军作战；以第十三军之第八十九师、第五十四师，第九十三军暂编第二十师等部，计十个团为中路军，为主攻部队，由清原、新宾向红石砬子（今红石镇）、三源浦、八道江实施主要突击，并以新编第二十二师、第一九五师的部分部队沿新通公路向东进攻；以新六军之第二○七师第一旅等部五个团为右路，由宽甸等地向桓仁、辑安方向进攻，策应中路主攻部队作战。
可以看得出，国民党军已下定了决心，兵力之重、部署之细密都是前所未有的。而辽东军区，在临江地区主力部队却依然只有三纵和四纵的一个师（四纵另两个师仍在敌后）。几个月打下来，虽然通过缴获，装备上有了不小改善，但部队一直没有得到很好休整、补充。针对这种情况，萧劲光与陈云研究决定，在临江召开军区直属机关和部队团以上干部会议，进行一次再动员。
非常时期的会议，简单、明了。萧劲光开口第一句话即宣布：今天的会议就一个议题，讨论下边的仗怎么打。他首先重申了坚持南满对敌军事斗争的方针，分析了面临的严峻的战争形势。接着，他根据三次临江保卫战后官兵的思想状况，具体剖析了部队军事思想上需正确处理和注意的“胜利与牺牲”、“啃骨头与吃肉”、“胜利与疲劳”、“奖与罚”、“战术技术与政治思想”和“军队与群众”六个方面的矛盾与问题。他说：“以上的思想打通了，就能打硬仗，打恶仗，打大仗，打胜仗。我们有了坚持的决心与信心，提出了思想问题，不等于就妥当了事，可以等待胜利，而要做充分动员、周密的准备，要准备拼掉一切瓶瓶罐罐，付出代价，从反复的、进退的、曲折的斗争中消灭敌人，削弱敌人，改变敌我力量，夺取最后胜利。
陈云作总结讲话，他说，我们保卫临江的战斗已经取得三次重大胜利。但是，这远没有结束，杜聿明不死心，他还要打，看样子还要大打。我们呢，像刚才大家说的，就要奉陪到底，坚决打，并且要准备打大仗、打恶仗、打硬仗。要准备付出一半、四分之三，就是五分之四，也要把这一仗打胜。几仗打下来，同志们应该明白，南满的牺牲是有价值的。越往后，我们就越会看到坚持南满意义的重大。一句话，无论战争多么残酷，也要打下去，并且只能打胜，不能打败。讲到最后，陈云笑着问大家，如果付出的代价大，要准备承担责任。对这一决定，大家赞成不赞成？对坚持南满后悔不后悔？同志们异口同声地回答“不后悔”。陈云幽默地一拍桌子：“那好，我们学上海交易所的规矩，成交了！”
分析国民党军三路部队进攻的态势，萧劲光认为，国民党军左、右两路行动比较谨慎、迟缓，中路第八十九师刚从热河调来，未曾受过打击，且全副美式装备，行动一开始就突出冒进，气焰嚣张，于是决定：第一，第四纵队主力与部分地方部队仍继续在敌后活动，配合正面部队作战；第二，以部分地方部队借助地形、地利等条件，迷惑与迟滞左、右两路国民党军；第三，正面迎敌的第三纵队和第四纵之第十师抓准战机，全力歼灭敌担负主攻任务的中路军，即国民党军第八十九师及第五十四师第一六二团于三源浦以西地区。然后视情扩大战果，打击左、右两路敌军各部。
战幕很快拉开了。经过深入战斗动员，辽东军区官兵士气高昂。命令一下，各部队迅疾按照预定方案展开部署。4月1日，进攻南满的国民党中路军第八十九师等部与我由通化北上的辽东军区正面作战部队，在三原浦西南红石砬子地区相接。辽东军区三纵司令员曾克林遂按照预定计划，令第八、第十师各以小部队伪装地方武装，且战且退，诱敌深入。郑洞国不知是计，以为辽东军区部队已无力抵抗，于是指挥部队放胆追击。4月2日，国民党军第八十九师等部轻而易举地占领了陈家街、兰山、油房街、小东沟等地，并继续向歪头砬子山阵地冲击。是时，同属其中路军的国民党暂编第二十师等部被阻于长沙滩、黑石头一带。曾克林见时机已到，便在夜幕的掩护下率领第三纵队和第四纵队第十师，迅速、隐蔽地向国民党军西侧迂回。
4月3日拂晓，国民党部队中路军第八十九师等部全部进入辽东军区设定的伏击圈。萧劲光一声令下，辽东军区第三纵队等四个师官兵枪炮同时开火，向陷入伏击区的敌人展开猛烈攻击。国民党军猝不及防，死伤惨重。官兵失去指挥，乱作一团，很快全线退缩。当日下午1时，其余部收缩于油房街、兰山、红石砬子间的狭小地域内。辽东军区第三纵队等部迅速穿插，将其分割围歼。战斗进行到下午4时，国民党军第八十九师及第五十四师第一六二团被悉数全歼。与此同时，国民党军第九十三军暂编第二十师等部，也被担负防御任务的第三纵队第九师在驼腰岭至湾口镇地区打垮、击退。国民党军左、右两路部队见中路军主力被歼，再不敢接战，相继仓皇撤退，纷纷夺路回窜。
此次战斗，前后进行了10个小时，歼灭国民党军主力部队7600余人，其第八十九师少将代师长张孝堂、少将副师长秦世杰被生俘。至此，国民党军对临江地区孤注一掷的第四次进攻，再次以失败告终。
在这次战斗中，还出了一个插曲。4月3日凌晨1时，亲率第十师参加战斗的四纵副司令员韩先楚向军区指挥所报告：“根据敌情变化，拟对十师兵力部署作些调整，请萧司令指示是否可行？”由于一时忙碌疏忽，值班参谋两个小时后才向萧劲光报告。萧劲光一看表，距总攻时间只剩三个小时。他脸刷地变了，厉声责问道：“为什么到现在才向我报告？这是打仗！误了战机，你负得起责任？”幸亏韩先楚考虑到时间紧迫，一面请示一面就调整了部署，才没有影响按原定时间发起总攻。战后，在由参谋人员参加的总结会上，萧劲光又严肃地讲了这件事。他说：“参谋工作非常重要。指挥员的命令、决策、指示，大部分要通过你们下达，下级的请示、报告，也通过你们转达、报告。参谋工作无小事。你们的工作出了差错，后果很难设想，有时不知要死多少人。对个人来说，关键时刻出了差错，是要军法从事的。希望你们树立甘当无名英雄的思想，加强政治责任心，养成准确、及时、一丝不苟的作风。这次差错没有误事，是万幸，但一定要记取这个教训。”那个值班参谋当即含着泪作了检查。作战科长岳天培等在场的十几个指挥所的工作人员，也都把萧劲光的讲话牢牢记在了心中。
三个多月的时间里，辽东军区在北满民主联军部队三下江南作战，在东满、西满兄弟部队的策应配合下，四次保卫临江的战斗连战皆捷，歼敌三万余人，收复了与临江相邻的十几个重要城镇。此后，国民党军再也无力对临江地区发动进攻，蒋介石亲自设计的“先南后北、南攻北守”的战略计划宣告破产了。东北战场民主联军开始由战略防御转入战略进攻。中共中央关于建立“汉高祖之汉中”的大计，重重地垫立了第一块基石。收到东北局关于四保临江的电报，毛泽东深感欣慰。他掂着电报对周恩来说：“这是东北第一大捷呀！以后我们主动了。”