为此，自卫总队一建立起来，就立即接替了市区的全部警戒任务，把起义部队和市区警察的武装力量及时抽到第一、二线与敌人作战。并绘制军事戒严布岗图，将市区分为6个区域，进行布岗和武装巡逻，组织群众联防，严防暗藏敌人的破坏和捣乱，安定后方秩序。
12月19日至22日，战斗非常激烈，敌军分东南两路向昆明发起总攻，并已突破盘龙江一带防线，打至状元楼和云南纺纱厂附近。我1大队的工人，在紧急情况下就用棉花包构筑工事，与起义军警一道，击退敌军的几次冲锋。
与此同时，起义部队集中力量对付正面进攻的敌人，要求义勇自卫队支援构筑工事。3大队按总队命令，除担负全城军事戒严外，抽出一半的兵力为起义部队构筑工事。战土们不顾枪林弹雨，积极构筑工事，使起义部队进可以攻，退可以守，解除了后顾之忧。起义军阵地在义勇军积极支援下，岿然不动。
刘伯承、邓小平电令：快速入滇，驰援昆明
在战况非常危急之时刻，二野刘伯承司令员和邓小平政委从重庆来电：已令第5兵团星夜自贵阳用汽车运送部队，驰援昆明。
军政委员会一方面向人民解放军第二野战军求援告急；另一方面又积极与边纵朱家璧副司令员进行联系，要求配合。
开了序幕。昆明人民在中共昆明市委的领导下，组织起来，坚决支持起义部队保卫昆明。战斗进程大体分为三个阶段：
第一阶段为16日至18日的外围激战。
防守外围第一道防线的起义部队只有八个团，从北往东至南分布在长虫山、黑龙潭、金殿、十里铺、跑马山、牛街庄、小板桥及其以西的广大地区，连绵数十公里。16日晚，蒋军九十三师首先向跑马山起义部队开火，激战一夜后，小桥板失守，巫家坝飞机场暴露无遗，无险可守，在这危急情况下，卢汉毅然决定缩短防线，集中兵力，退守市区边缘。10月18日零时，卢汉下令，各部退守各指挥地，结束第一阶段的战斗。
第二阶段由18日至20日，起义部队缩短防线，固守待援。
起义部队主动放弃防线，蒋军不明其意，不得不重新布置兵力和进攻方向。这样，为我起义军赢得三天布防的宝贵时间。
蒋军重新发起进攻，其进攻方向为南、北两路夹击。北路攻占岗头村，逼进铁峰庵；南部攻占南窑、双龙桥。南部阵地由三十八团固守螺蛳湾，团长李焕文。战斗打得异常激烈，甚至同敌军展开了白刃战，三十八团犹如铜墙铁壁一样把敌人拦在螺蛳湾以外，经过一小时多的激战，歼敌二百四十名，内有敌营长一名。受此重创后，敌人已丧失斗志，匍匐在南窑阵地前沿不敢贸然进攻。在北方阵地上，已进展到铁峰庵的第八军和在南线的二十六军亦观望不前，枪声沉寂。而此时，二野刘邓首长电告卢汉，我人民解放军已由贵阳派出部队，星夜急驰授助昆明。守城官兵听到这个好消息，精神振奋，士气大增。至此，紧张激烈的第二阶段即告结束。
第三阶段由21日至23日，解放大军入滇，蒋军仓皇南逃。
21日，整日无战斗，全城平静。中国人民解放军为了加快解放步伐，采取政治攻心战，第二野战军司令部对川黔滇康国民党军政人员发布公告：四川、贵州、云南、西康四省国民党军政人员们：
国民党残余力量经我人民解放军在华东，华中、华南，西北各地给予接连不断的歼灭打击后，现已接近最后扑灭之期。贵阳已经为我军占领，国民党的所谓最后战略基地又被拦腰打断，酉阳、秀山、黔江、彭水已告解放，四川东南门户业已洞开，重庆、成都、康定，昆明短期亦将获得解放，蒋、李、白，阎等残余匪帮，企图收拾残余力量，溃集川、黔、康、滇、桂之计划，已为实际所不允许，其退路将全部为我军切断，蒋、李、白、阎等匪首倡言所谓“复辟”和“反攻”，所谓第三次世界大战必将到来，一切有待于第三次世界大战的该匪首存之梦想，纯系为帝国主义张目，为了实现正在进行的步骤，势必使该匪首等一同进入坟墓。你们应该明这种形势，必须抉择自己应走的道路。本军此次奉命进军西南，负有坚决推翻国民党在西南的反动统治，及解放西南7000万人民之使命。但对国民党军政人员，则按人民政协共同纲领以及毛主席朱总司令约法八章之旨，给以改过自新、立功赎罪之机会，为此愿以下列事实相忠告：
一、国民党军队应即停止抵抗，停止破坏，听候改编，凡停止抵抗，听候改编者，不论其属于中央系或地方系者，一视同仁，指定驻地，暂维原状，尔后即依照人民解放军的方式实行收编，所有官兵一律按才录用，凡愿意放下武器，亦本自愿原则分别录用，或资遣回籍。凡迅速脱离反革命军营，协同人民解放军作战者，当论功行赏。如果你们愿意这样作，你们可以随时派代表到附近的人民解放军接洽。
二、国民党政府机关政治、经济、文化、教育等工作人员，应即保护原有机关、学校、财产、用具、档案，听候接收。不论其属于高级或中级、下级职员，本军