1949年8月1日，中共中央任命葉劍英為新的華南分局第一書記，張云逸為第二書記，方方為第三書記，并指示葉劍英到江西贛州與二野四兵團、四野十五兵團負責人及方方等人會合，部署解放廣東。

早在1949年4月22日，南京解放前夕，國民黨政府便遷往廣州。駐守廣東的國民黨3個兵團約15萬人，國民政府華南軍政長官公署長官余漢謀指揮，企圖鞏固粵北，確保廣州。

8月11日，葉劍英奉命離開北平南下。與此同時，中共中央組織部從北平、山東、華北軍大及一些大學生中，挑選一大批干部，組成南下工作團，陸續輸送到廣東及華南各地，作為接管城市的干部力量。

9月3日，葉劍英和四野第十五兵團司令員鄧華、政委賴傳珠等抵達贛州。6日，方方率原華南分局機關齊集贛州。以東縱北撤人員為基礎組成的兩廣縱隊司令員曾生、政委雷經天等隨后也抵達贛州。由此，實現了華南分局、南下大軍、兩廣縱隊等領導人的大會師。

9月7日，葉劍英主持召開作戰會議，參加者有方方與華南分局部分人員及鄧華、賴傳珠、洪學智、肖向榮、曾生、雷經天、陳賡、郭天民、劉志堅。會議根據中共中央軍委的大迂回、大包圍、大殲滅的作戰方針，制定了占領廣州、解放廣東的作戰方案。會議決定參加廣東戰役的第四兵團、第十五兵團和兩廣縱隊統一由第四兵團司令員兼政委陳賡指揮。

9月12日，毛主席復電葉劍英、陳賡：“兩兵團第一步集結并休整數日，第二步齊頭進至曲江、翁源（龍仙） 地區休整數日，第三步協力奪取廣州，除此以外均同意。”

1949年9月7日至24日，召開的一系列關于解放廣東的相關會議，通稱為贛州會議。

1949年9月28日，葉劍英和陳賡根據贛州會議的部署，聯名簽發了《廣州外圍作戰命令》（戰聯字第1號），決定以第四兵團的第十三、第十四、第十五軍3個軍12萬人組成右路軍；以第十五兵團的第四十三、四十四軍兩個軍8萬人組成左路軍；以兩廣縱隊、粵贛湘邊縱隊、粵中縱隊2萬人組成南路軍， 迅速南下，協同廣東人民武裝進攻廣州，完成解放全廣東的任務。

1949年10月1日，毛主席在北京天安門莊嚴宣布中華人民共和國成立。在這萬眾歡騰的偉大節日，中共中央華南分局發表《告廣東人民書》，號召全省人民群眾動員起來，拿出最大的力量來協助人民解放軍，解放廣東，解放全中國。

為策應四野主力發動的衡寶戰役及其他作戰行動，廣州外圍戰役提前打響。各部進展順利，我軍逐步合圍廣州城。

10月11日，國民黨政府代總統李宗仁召集新任行政院長兼國防部長閻錫山、參謀總長顧祝同及薛岳、余漢謀、李及蘭開會， 決定將總統府、行政院遷往重慶，將廣東省政府遷往海南島。

12日晚，顧況同在廣州東山余漢謀公館召開緊急軍事會議，決定守城部隊分兩路退往雷州半島。

13日，李宗仁逃亡桂林，閻錫山、顧祝同逃亡臺灣。

14日凌晨，余漢謀、薛岳、李揚敬、李及蘭等軍事頭目從黃埔乘船逃亡海南島。

從14日中午起，國民黨守軍在原定的“總撤退、總罷工、總破壞”的陰謀計劃之下，相繼炸毀了廣州白云機場、天河機場以及石井、黃埔、員村等地的倉庫。

當天下午6時， 又炸毀巿內連接珠江南北兩岸的唯一通道海珠大橋，正在橋上通過的車輛、行人及橋下船只、附近居民慘遭橫禍，造成死傷近千人，炸沉船只100多艘， 毀壞房屋數百間，使3000多人無家可歸，100多名在囚的政治犯統統押到流花橋進行集體屠殺。

10月14日下午，人民解放軍四野第十五兵團第四十三軍一二七師、一二八師和第四十四軍一三二師分別沿廣（州）從（化）公路和廣（州）花(縣）公路向廣州疾進。下午5時左右，先頭部隊即抵達廣州東郊的沙河圩，隨后，經黃花崗向市中心惠愛路一帶猛烈進展。

與此同時，中共特別黨員、廣州市警察局保安警察獨立大隊上校大隊程長清及其他中共地下黨員分別策動、組織了廣州巿警察局3個半保安警察大隊、13個警察分局及國民黨廣州市政府自衛隊共2000多官兵舉行起義；由廣州警備司令部管轄的民眾自衛隊兩個中隊也在同一天起義。

7時前后，我軍先后占領了國民黨政府總統府、廣州綏靖公署、廣東省政府和警察局等重要機關。

晚9時，第一二八師三八二團發現擁滯在黃沙車站，準備乘火車沿廣（州）三（水）鐵路西逃的國民黨第五十軍第一〇七師和聯勤稅警團等殘部，以及數十輛滿載汽油和軍用物資的汽車，經兩小時激戰，俘獲國民黨軍隊官兵1000多人，繳獲戰利品一大批，接著，在黃沙碼頭又殲滅準備乘船逃跑的國民黨軍隊500多人，并繳獲待運的船隊和汽車126輛。隨著后續部隊源源開進，人民解放軍占領了市區各重要目標。未及逃跑的國民黨軍聯勤總部第三補給區監護第二營500多人繳械投降。

1949年10月15日凌晨 ，在廣州長堤大馬路的東亞酒店，升起廣州解放后的第一面五星紅旗。

10月19日，中央人民政府正式任命葉劍英為廣東省人民政府主席，方方、古大存、李章達為副主席。21日，葉劍英同方方及15兵團鄧華等人一起，進入剛解放的廣州市，開始了城市接管和建政工作。

葉劍英進入廣州后，立即宣布成立廣州市軍管會，接管了國民黨廣州市政府、市警察局、報社、工廠、銀行等部門。

1949年10月28日，廣州市人民政府正式成立，葉劍英兼任市長 。

1949年11月11日，中國人民解放軍在府前路的公園北面，舉行了解放廣州入城儀式，以及慶祝廣州解放大會，參與群眾達20多萬人，盛況空前。