10月26日这一天，廖耀湘和他所属各个部队全都乱作一团，各级军官大多自行主张，东奔西突。在这种特殊的情况下，东野总部已很难给各部队下达具体的作战命令。林彪决定，已经包围和插入廖耀湘兵团的九个纵队，即一纵、二纵、三纵、五纵、六纵、七纵、八纵、九纵、十纵，全部向包围圈中的敌人进攻，总部把指挥权下放到各个纵队，纵队可以再下放到师，哪里有敌人就往哪里打，哪里有枪声就往哪里打。10月26日晚上，林彪向各纵队下达了这样的命令：
（一）今夜及明日、后日，各部队均应主动寻敌攻歼。
（二）应集中主力各个击破敌人，最好以三个师围敌一个师，以二三个团歼敌一个团。
（三）应各抓住一股敌人，先包围后，经过几小时准备再发起攻击，对溃退的敌人立即发起冲锋。
在林彪的命令下，几十个当地叫作这家窝棚、那家窝棚的小村子的地区，我军近40万大军向10万敌军发动了砍瓜切菜般的围歼战，这也是一场战争史上罕见的“混战”。因为我军从四面八方向敌人打穿插，双方绞在了一起，不仅是敌我交叉，甚至是我我交叉，既有包围与突围，也有反包围与反突围。卫立煌从沈阳派来了飞机，可是飞机上的空军却不敢向下面丢炸弹或打机关炮，因为他们既无法与地上联络，也分不清地面上的部队到底是哪一方的。敌军不是不想突围，廖耀湘在无奈之中也曾要求已联络上的部队一齐拼命向沈阳方向冲，争取能突出一部分。
可是，由于我军从四面八方向敌军冲去，敌人实在无法组织起队伍进行有层次的攻击，只能无把握地乱闯，在我军的优势兵力面前，其结果只能是一部分一部分地被我军吃掉，一大批一大批地当了俘虏。
在这场以混战形式出现的歼灭战中，出现了很多一般战场上难以见到的结果：
六纵十六师四十八团有两个排，在对着打散了到处乱窜的敌军高喊“缴枪不杀，赶快投降”的同时，两个排的战士都端着枪，站成一座“解放门”，然后向敌人喊话，告诉敌人，凡是放下武器从这个“解放门”过去，就算作解放。不长时间，就有2000多人从中过去。一登记，竟有廖耀湘兵团五个军九个师的番号。
在晚上的交战中，我军一个连队见到前面有一大群人，对方高声问道：“你们是哪一部分的？”我军中调皮的战士说：“新六军的。”对方说：“好，我们是新一军的，可找到你们了。”一走近，对方全部成了我军俘虏。
也是在晚上，我军一名炊事员给部队送饭，喊了一声：“二营开饭了。”竟引来了附近敌人的一个二营。这个二营当然也就全部当了俘虏。
五纵作战科长侯显堂带了两个通信员从师里回纵队司令部，路上碰到一个营的敌人。三个人对一个营，不好打，侯显堂干脆向敌人喊话，要敌人投降。这一个营的敌人果然放下了武器。三个人就抓了新六军一六九师炮兵营的400多个俘虏。
五纵十四师在追击敌人时，敌人四散逃跑。彭飞龙师长命令师直属机关的人也去抓俘虏，于是机关干部和通信员、司号员、理发员、炊事员等“八大员”都出动了，没有枪的就提上一根棍子。就这样，70多个有枪或无枪的机关干部和“八大员”一共抓了800多个俘虏。
有一个炊事班，在送饭回来的路上，顺便“捡”回来的俘虏竟有两百多个。
敌新二十二师在突围时，昏头昏脑地竟冲到了位于前、后尖岗子之间的我军八纵司令部门口。这时的八纵司令部中只有一个警卫班、一个通信分队、一个侦察分队，其余就是机关工作人员。于是，连段苏权司令员、邱会作政委都拿起手枪投入了战斗，不仅打败了敌人，还抓了600多个俘虏。
在这一次战役之后，东北野战军中出现了一句新编歇后语：“辽西战役的俘虏——越带越多。”
对于1948年10月27日这一天的情况，廖耀湘的参谋长杨昆有如下回忆：
俗语云：“兵败如山倒。”对国民党军队来说，这话一点也不假。1948年10月27日拂晓，当我们所在的那一路撤退的行军纵队（新编第二十二师第六十四团、兵团部及直属队、新编第六军军部及直属队、新编第二十二师主力等）被解放军切断、隔离、分别包围的时候，那种惊慌、混乱、奔逃的情形，简直无法形容。那时廖耀湘、李涛和我三人也杂在这些乱窜乱奔的人中瞎跑。那是一个相当大的开阔地，被围在开阔地上的人，至少有三千人以上。还杂有辎重、行李、骡马、大车、汽车等。东边枪响，人群向西边跑；西边枪响，人群向东边跑。
我们几个人，先是站在汽车门的两边，开着汽车跑。后来颠颠簸簸，又下来跟着跑。跑来跑去，只听见四面八方枪响，却未见解放军人员逼近。于是我们几个人分别向乱跑的人群大喊：
“你们不要跑，组织起来吧！帮我们突围出去，要官有官，要钱有钱哪！”“司令官、军长都在这里，你们保护着出去，保证你们升官受赏！”……我们喊得声嘶力竭，这些人还是不睬不理，奔逃如故。我们认不出他们是什么官阶、职务，更叫不出他们的姓名，弄得无可奈何。后来，人群渐渐跑散了，渐渐稀少了，只剩下我们少数人蒙头转向，不知如何是好。最后我说：“我们三个人都带有随从，同在一起跑目标太大，还是分散开来各跑各的好，免得大家同归于尽。”他们两人都同意，于是就分散开了，各走一方。但解放军人数众多，大小村庄到处都有，解放区人民都已组织起来。尽管我们躲躲藏藏，昼伏大决战 辽沈战役夜行，或化装成老百姓，也没有能逃出去。多则混过七八天，少则几个小时，都一一被查出做了俘虏。辽西兵团的所有高级将领，除新编第一军军长潘裕昆、新编第三军军长龙天武两人逃脱外，其余的后来在解放军官教导团里都会在一起了。
10月28日清晨，围歼战基本结束。我军指战员绝大多数是连续作战四十几个小时。如果加上作战之前的急行军，很多人是几天未休息了。
有不少人在吃饭时连筷子都拿不稳，端着碗就睡着了。
但是，战士们在只经过了短暂休息之后，又得到了新命令。因为这一仗的全胜已经让沈阳的敌人感到了灭顶之灾，他们正在准备出逃。中央军委命令东野立即行动，消灭沈阳之敌。根据中央的命令，东野总部做出了如下部署：一纵、二纵向新民前进，从西面截住敌人；已在沈阳附近的十二纵直接进军沈阳；七纵、八纵南下营口，切断敌人最后的退路；三纵、五纵、六纵、十纵这几天打得最苦，留下来打扫战场，清理、收容俘虏。还在塔山战场阻击敌人的四纵、十纵已无须再打，后撤休整（当围歼廖耀湘兵团过程中，葫芦岛的侯镜如东进兵团按蒋介石的命令也在向我塔山一线进攻，但都被我东野二兵团打退。廖兵团被消灭后，我军从塔山退出）。
在打扫战场、清理俘虏中，我军见到了一个个国民党军队高级将领的窘态：曾在法国留学的廖耀湘头戴毡帽、身穿破衣、肩披麻袋、赶着小毛驴，以“南方商人胡庆祥”的身份（廖耀湘的湖南口音让他只能装成南方人）被抓；曾在美国西点军校深造的李涛，手提一条破面袋，身着一件女式长衫，以“铁岭县政府文书王玉祥”的身份被抓。另外两名军长，向凤武是穿着老百姓服装混在俘虏群中被查出来，只有郑庭笈因为是在带着特务连突围时被俘的，所以还未化装，身上还穿着军服。
包括国民党军队“五大主力”之二（新一军和新六军）的廖耀湘兵团，从司令官到士兵，一共5个军12个师10万余人，就这样在两天之中，全部被我东北野战军所消灭，绝大多数都当了俘虏。这一仗，不仅是东北野战军所打的前所未有的最大歼灭战，对于整个东北的解放，具有决定性的意义，而且也是整个解放战争中前所未有的最大的歼灭战，对于全国的解放战局都是一个很大的胜利，很大的鼓舞。中共中央在给东北野战军的贺电中指出：
庆贺你们此次在辽西地区歼灭东北敌军主力5个军12个师的伟大胜利。东北我军在两星期内连获锦州、长春、辽西三次大捷，使敌人损失26个整师共约30万人的兵力，对于全国战局贡献极大。尚望激励全军，再接再厉，为全歼东北匪军、解放沈阳而战。