广州解放了，在广州的蒋军主力正向西南逃跑，陈赓立即指挥四兵团各部队猛追逃敌。恰在这时，林彪来了电令：如广州敌人逃窜，我不要追击！逃敌我将另遣部队合围。这个命令不仅发给陈赓，同时按超级指挥发到各军。陈赓接到来电，本来是在坐着，一看，猛地站起来，汗从脊背上呼地冒出来，他考虑着：有把握而且急迫地要追击，林彪却决定把部队停下来。不要说停一天时间，就是晚到几小时，敌人就可能从雷州半岛逃向海南岛，控制住湛江港口，仗就不好打了。他既不能过分顶撞这位上级，又不能放弃自己意识到的强烈的责任感。陈赓在考虑如何挣脱林彪的牵制，他紧锁眉头，面有难色，因为林彪的电令直达各军，如各军开始执行，后果将不堪设想。他宁冒风险，接通了各军的电话，直率地对军长们说：追击敌人不会犯错误，仍按我们原部署执行，继续追击敌人！因为陈赓的代号叫王先生，周希汉首先说：那个电报收到了，我们没有执行，坚决按王先生指示办。李成芳军长也表示：请王先生放心，我们坚决执行既定部署。在陈赓同周、李二军长讲话时，秦基伟军长就在报话机旁，他主动回答说：王先生的指示我已听了两遍了，我坚决执行。你还有什么指示。陈赓放下话筒松口气，扯把椅子坐下说：还好，我们各军没受什么影响。秦基伟算聪明到顶了，连报务员也担当起来，这倒省嗓子，我也得学学他的办法。接着，转过脸对机要员戴其萼小声说：在江西我们一开始归四野领导，那时我不同意联络到师部，你还不大理解，现在明白了吧！谁都来指挥部队，一下子就乱了套。走走停停，还打个卵仗！
当四十三军一二八师和四十四军一三二师占领广州时，其他各路人马仍在各地紧张地清扫广东残敌。14日下午，四兵团十四军四十师攻下三水县城，随即与敌二十一兵团三十九军一零三师隔江对峙。这时余汉谋指挥的三个兵团，一个是从江西逃来，一个是从福建逃来的，都受解放军的重创，已没有什么战斗力了。而真正属于广东建制的只有刘安琪二十一兵团，三十九军正是这个兵团的骨干力量。这个三十九军曾于1948年10月随侯镜如参加了援助锦州作战，在塔山与四野面对面交过手。辽沈战役后调到蚌埠参加淮海战役，杜聿明集团覆灭后，该军撤到南京。该军的一零三师和九十一师大部为贵州人，在南京风雨飘揺之际，他们目睹四大家族财产纷纷转移台湾，也清楚地看到了自己的末路。两个师的将领早就谋划着怎么伺机起义了。由于一零三师参谋长牟龙光与李济深秘书余确是老朋友，在1949年初就开始了联系。5月中旬，牟龙光去香港见到了余确，因李济深己去北平参加政治协商会议，后经余确牵线，找到了中共在香港的负责人张彤。他说：三十九军目前是国民党军装备最好，人员也最充足的一个军，其他的都垮了。桂系现在还有十几万人，但大多是淮海战役以后扩充的，人员装备都不如你们好。张彤拿出一个日记本翻开给牟龙光看，说：目前到香港接头的部队很多，国民党已打算逃到台湾避难，大陆上基本没什么大仗可打啦，你来了我们很高兴，我们很重视你们这个军。牟龙光诚恳地说：为国家和人民着想，我们不愿再打下去了，愿意投向共产党，以早日结束战争，重建家园。张彤合上日记本说：你们举义投向人民，是件了不起大事。你们在曲江等着，待解放军南下与你们取得联系后，再一同配合解放广州。张彤又交待：我们会通知地下党与你们联系的，当然会保证你们的安全。请转告你们师长曾元三和九十一师师长刘体仁，中共竭诚欢迎他们举义！
牟龙光返回曲江，将详情向刘体仁等说了，一直等着解放军打到广州来。10月13日下午，解放军先头部队到达三水，曾元三见时机成熟，就悄悄地跟牟龙光说：参谋长，你快设法跟解放军联系吧。牟龙光随即写了一封信，派人连夜过江送给了打到江对面的解放军十四军四十师王砚泉副师长。四十师马上停止了战斗，陈赓于14日派兵团政治部范子明等人过江谈判。范子明见了曾元三、牟龙光说：陈赓司令员早知二位爱国爱民，同情共产党和解放军，你们在抗战时立过汗马功劳，人民是不会忘记的！曾元三笑了笑说：谢谢陈赓将军的夸奖。老实说，我是下决心不打仗啦。我们这个师，军官大部为贵州人，士兵多为山东人，我不忍心把他们拖下海，远离家乡亲人。我没有别的要求，只要不打仗了就行。范子明于是切入正题，提出五项要求：发表通电宣布起义；以曾师长的名义，把已打到远处的三零九团叫回来；挟住二十三军，不让该军通过你师阵地；与九十一师和一四七师联系，争取他们一同起义；你师起义后渡江集结整编。曾元三立即提出的意见：别的我没有什么想法，挟住第二十三军一条，本人不能同意。牟龙光忙劝道：挟住第二十三军是革命行动……曾元三打断他的话，说：但这种事情我不能干，我们都曾在一起打仗，现在是各走各的路，我决心投降，别人投不投我不干涉，对本师也是这样，三零九团愿意回来我欢迎，不愿回来我也不迫。由于意见不一，范子明决定将谈判情况向十四军首长汇报，请示定夺。
十四军李成芳军长了解情况后，对范子明说：挟住二十三军势必要发生战斗，他们不愿打，不必勉强。我们的要求只提四条：1.立即广播起义；2.师长曾元三先行到我们军部，双方动员船只，部队也要渡江集结；3.同九十一师通话，介绍我们的人去做工作；4.一定要将三零九团追回来。对于李成芳的要求，曾元三立即表示同意。10月16日，曾元三发表通电起义，随即乘船过江，接受改编。三零九团接到曾师长命令后也火速赶回，也参加了起义队伍。此时，已撤到鹤山一带的九十一师得知一零三师5000余人已经起义，也很快和解放军接上了头，于10月17日九十一师2700余人也接受了解放军的改编。
17日夜10时，陈赓兵团司令部由南雄移到曲江，深夜收到毛泽东电示，否定了林彪不要四兵团追击逃敌的命令，电文说：广州敌逃跑方向，不是向正西入广西，就是向西南入海南岛。我四兵团似应乘胜追击，直至占高要、德庆、封川、高明、新兴、云浮、郁南、罗定等县，必要时并占领梧州，然后停下来休整待命，听候你的统一部署入桂作战。因为占领上述诸县，一则可能歼灭逃敌一部或大部，使十五兵团易于攻取海南岛，消灭残敌，平定全粤；二则即是对于入桂作战完成了部队的展开。是否可以这样做，请按情况酌定。
陈赓收到毛泽东上述电示后，心中犯难，粤敌主力究竞是向西入广西，还是向西南入海南岛呢？正在这个时候，他接到李成芳的报告，不禁高兴地连声叫好：李成芳的这一情报非常重要。这下子我们完全知道了逃敌的方向。于是，陈赓决定由李成芳军长统一指挥十四军的3个师、十五军的四十三、四十四师和十三军三十八师共6个师，火速向西南的阳春、阳江方向追击。
李成芳受命之后，立即按照这6个师现在位置，兵分三路猛追逃敌；右路军为四十二师之一二五团和四十师之一二零团，由高要南渡西江，经腰古墟、春湾镇向阳春方向追击；中路军为四十一师及一一八团，由高要、西南镇出发，抢占新兴，切断高要之敌南逃退路后，经天堂圩向阳春方向追击；左路军为四十三、四十四师，从西南镇出发，经鹤山、单水门向阳江方向追击，控制北津港；以三十八师为第二梯队，由清远乘船疾驶三水，向新兴、阳春方向追击，尔后由高明向恩平方向机动。这时，各部队已连续半个多月的行军打仗，相当疲劳，但他们却以惊人的毅力，又连续7个昼夜的追击，终于在南海边上的阳江、阳春地区追上了逃敌。
这时正是南粤的雨季，尽管阴雨连绵，道路泥泞不堪，解放军官兵发扬吃苦耐劳、连续作战的优良传统。在三路人马中，数西路的速度最快，他们以日行75公里向敌右翼迂回。有的连队两天只吃一顿饭，战士们边走边吃干粮，每天几乎只睡二三个小时，他们于10月23日挠晓，终于超过了敌人先头部队，迎头拦住了逃敌。24日，中、东两路部队亦抵阳江地区，完成了对逃敌的合围。敌二十一兵团司令刘安琪发觉处境危险，他已无法到达湛江，于是请求余汉谋派军舰到海陵岛，以便就近登船逃跑。24日，刘安琪指挥敌军向西突围，先后发动6次攻势，均被解放军西路部队击退。25日凌晨1时，李成芳将前线6个师兵力分成东、西两个集团，对敌实施两面夹去。天亮后，刘安琪调整部署，再次发动攻势，虽然困兽犹斗，8次进攻一次比一次疯狂，但解放军阵地仍巍然屹立。战斗到下午14时，刘安琪见向西突围无望，遂下令向南朝海边转进。但这海边没有大港口，船也不会太多，他清楚这是二十一兵团最后时刻，没有别的选择，能逃走多少就是多少。李成芳发现敌人企图后，立即命令东路部队向南推进，首先攻占海岸要点。刘安琪已到穷途末路，只得一面令到达海边的部队登船，一面令后续部队做好掩护。解放军炮火攻向海岸，并封锁了近海海面。从25日黄昏到26日拂晓，除少数敌人乘军舰逃脱外，有近万人被击毙或溺毙于近海。
李成芳总攻令下达后，三路部队同时发起进攻，十几支突击队突入敌阵迅猛穿插，将敌军剥得七零八落，建制大乱。战至当日中午，被围之敌悉数被歼。两阳（阳江、阳春）歼灭战结束。一举歼灭余汉谋集团第二十一兵团和第四兵团等部共4万余人。其中敌五十、二十三、七十军被全歼，而一零九、三十二、六十三军只有少数逃脱。此时，在潮州、汕头地区的胡琏兵团觉得自身难保，始终没敢西进一步，观望到24日，胡琏自知在大陆无法容身，乃发电蒋介石：自己已四面楚歌困境，请蒋委员长指示。蒋知道凭胡琏一个兵团在大陆已无力再战，便电令他从海上撤走。于是胡琏部当即乘船离开大陆，漂泊南海。至10月29日，广东战役宣告结束，历时34天，陈赓指挥第四、十五兵团等部，共歼灭余汉谋集团62000余人，解放县城38座。