熊式辉对四平的进攻是从4月上旬开始的，所投入的主力是新一军1和七十一军。本来，蒋介石要求他必须在4月2日以前占领四平。由于我军在本溪等地拖住了敌人，所以四平的战事是在本溪战事结束之后才开始，这段时间，使得在四平的原山东一师、二师、七师，原华中三师，万毅的七纵和原三五九旅等部队得以修筑了不少工事。
从4月8日开始，我军先在四平以南、昌图以北地区对来犯之敌实施运动防御，节节抵抗，已经歼敌5000余人，敌八十七师基本上被我全歼，直到4月17日，新一军才进到四平近郊。4月18日，敌新一军由郑洞国指挥（新一军军长孙立人当时在英国接受授勋，不在部队），在飞机、坦克的配合下分三路向四平外围阵地发起正面进攻，敌七十一军则企图从西边迂回至四平与长春之间形成南北夹击之势。我七纵、三师、七师、保安一旅等部在百里防线上和敌人展开了激烈争夺战，一直打到26日，战况呈对峙状态。郑洞国下令暂行停止进攻，向杜聿明要求增加兵力。
对于我东北部队来说，能够在阵地战中击退全部美式装备的国民党王牌军新一军在飞机坦克配合下的进攻，这还是第一次。当捷报上报中央之后，毛泽东十分高兴，他在27日的回电中说：
（一）四平守军甚为英勇，望传令嘉奖。（二）请考虑增加一部分守军，化四平街为马德里（按：四平又称为四平街。马德里为西班牙首都，1936—1939年西班牙内战时，西班牙人民阵线曾在此进行著名的马德里保卫战，得到国际社会主义力量的声援和支持）。
这不是一般的鼓舞士气，还有一个全国性的大局考虑在内。这时正是国共两党在美国特使马歇尔的调停下进行和平谈判的重要时期，而东北正是谈判的重点地区。3月27日，军事调停处执行部的三人小组正式签订了一个《调处东北停战协议》，能否执行，尚不确定。如果我们能守住四平，也就守住了长春，就有了和蒋介石进行谈判的实力。假若能够执行停战协议，东北就会成为我占领长春、哈尔滨，国民党政府占领沈阳的南北分治局面。而我军如果守不住四平，让对方直上北满，长春也就很难守住，这将置我方在谈判中于极为不利的境地，蒋介石就决不会与我方停战谈和，我们在东北就更加被动。正是出于这种大局上的考虑，毛泽东在给林彪的电报上不止一次用了“死守四平”这样的提法。
可是，林彪并不乐观。在第一线的他很清楚：前一段时间的战斗，暴露出了我军不适应这种阵地战的很多毛病，如火力的配备、对付火箭筒和坦克的办法、工事的修筑等，缺陷很多。还有一个致命问题是弹药的供应。长期的阵地战对弹药消耗很大，我们到东北后从日军仓库中取得的那点弹药快用光了，自己的兵工厂还未建起来，如果把新调过来的部队都拉上去，把弹药打光，以后怎么办？为了补充四平前线的弹药，罗荣桓出面请苏联方面帮忙，从海路经朝鲜调拨了八列火车的弹药和药品，谁知在梅河口火车站被国民党空军炸掉了。
南满的敌军在攻占本溪后，廖耀湘的新六军等部被杜聿明调到四平前线，新一军军长孙立人从国外回到了军中，加上陈明仁的七十一军，国民党军队的三支主力军一齐压向四平。
新一军和新六军同属于国民党军队中的五大主力之一，而且是一对孪生的难兄难弟。新一军1943年1月成立于抗日战争时期，第一任军长是郑洞国，下面两个师长是孙立人和廖耀湘。这是国民党军队中第一个全部美式装备的军。这支部队在印度兰姆伽成立后接受了严格的美式训练，又增加了大批青年学生。这两支部队遂成为东北地区国民党军队的支柱。这时，同时向四平展开了进攻。
由于敌军三个主力军一齐向我压了上来，而且其中有两个国民党军队的王牌军，战斗力很强，我军的防线不得不拉长，两翼长达100多公里，形势对我明显不利。林彪曾将守四平的各种困难如实向中央报告，黄克诚更是明确向中央建议放弃四平和长春，用以保存实力，以求再战。但中央从全局出发，仍要求林彪在四平死守，因为从全局来说，“四平街保卫战支持的时间愈长愈有利”。
当杜聿明把他在东北的主力基本上都集中到四平之后，从5月14日开始以10个师的兵力再度向我军发起了进攻。这时双方的对阵形势是：
黄克诚的三师和梁兴初的一师对付西边的敌七十一军，新从南满调来增援的程世才的三纵和三五九旅对付东边的新六军，杨国夫的七师和彭明治的七旅对付正面的新一军，万毅的一纵增援制高点塔子山。15日，三个方向同时进行激战。在三道林子北山阵地上，新一军在飞机、重炮的支持下向我军进攻，北山阵地高不过20米，宽不到100米，可是平均每分钟都要承受100多发重炮炮弹和几十枚重磅炸弹的狂轰滥炸，整个阵地完全成了一片火海和血山。新六军用部分兵力和我作战，同时用600辆大卡车运送部队绕路向前冲，再用飞机掩护，突破了我三纵的防线，然后会同新一军猛攻四平的制高点塔子山。我守塔子山的七纵和火速