上述情况向军委和四野、二野作了报告。
在第4兵团追还是不追的问题上，毛泽东再次显示出了一位伟大军事家的远见卓识。他在综合分析各方面情况的基础上，17日致电林彪，并告叶剑英、陈赓：“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。”
毛泽东的指示，极大地鼓舞和坚定了4兵团指挥员的决心。与此同时，广州之敌的逃向问题也终于弄清楚了。原来，17日这一天，我军继续追击，又取得了不少战果：在高明县松柏坑歼灭国民党军第39军第147师第441团全部；在高要东北地区歼灭第70军警卫营；在鹤山县宅梧圩迫使第39军第91师师长刘体仁率部2700余人接受和平改编。奉陈赓之命统一指挥第14、13、15军共6个师追击作战的李成芳，收集了在当天战斗中起义、投降、被俘的国民党军军官提供的情况，判定：广州地区之敌，除一部分向西流窜粤桂边境外，其主力21兵团经佛山向阳江、湛江方向撤退；敌13兵团除一部向西流窜外，主力经高要向阳春、湛江方向逃窜；敌39军残部经高明向阳江、湛江方向逃跑，余汉谋已于13日逃到湛江。因此，粤敌主力逃跑方向无疑是雷州半岛和海南岛。目前我追击部队离敌主力约有两天的行程。随即，李成芳将上述情况报告了陈赓，并提出追击敌人的建议。
10月18日12时，林邓谭萧赵致电叶剑英、陈赓并报军委：“四兵团行动，盼按照毛主席十七日电执行。如能追上敌人，则继续猛追歼敌。如确实已无追上可能时，则可勿追击，以免粤敌主力尔后易退南宁与云南(粤敌一部会退海南岛)，”
4兵团指挥员根据中央军委和四野总部的电报精神，及时召开了作战会议。大家一致认为：广东作战如能继续全歼粤系敌军，对于我军未来行动具有重要的战略意义，不仅可以迅速平定全粤，并能使桂系军队更加孤立。同时，本兵团的三个军正在广州西南外围，保持着前出的机动态势，追歼上述逃跑之敌与入桂作战在战役方向上基本一致。敌人虽然已逃出100公里之外，但余汉谋残部系溃逃之敌，建制混乱，士气低落，因此，在阳江、阳春地区全歼逃敌，时机于我极为有利。
18日当天，陈赓、郭天民根据李成芳的建议，决定以先头6个师，就现态势发起阳江、阳春战役，具体部署是：以第14军第42二师第125团及第40师第120团为右路，由高要南渡西江，经腰古、新兴向阳春方向追击；以第41师及第40师第118团为中路，由高明及西南地区出发，经新兴、天堂向阳春方向追击；以第15军第43、44师为左路，由西南地区出发，经鹤山、单水口向阳江方向追击。另以第13军第38师为第2梯队，由清远乘船驶三水，尔后经高明向恩平方向机动。以上部队统一由第14军指挥。
这个部署的特点是没有按原建制使用部队，而是根据部队现态势和各个部队的特点进行组织，虽然部队前后不齐，建制不全，但速度快，既便于争取时间，又便于边追边调整部署。陈赓的作战意图十分明确：即运用平行追击和超前拦阻相结合，在阳春以南构成对敌合围，陷敌于阳春、阳江绝境，尔后一举歼灭。
两阳追歼战开始了，各路追击部队在李成芳的指挥下，如下山的猛虎一样，向逃敌追去。时任15军44师师长兼政委的向守志回忆：“各部队接到追歼逃敌的命令后，广大指战员决定不惜一切代价坚决完成任务。但是，高层指挥员深知此战的困难很多很大，一是敌人距我有200多里之远，二是时间十分紧迫。为了不失战机，各级边行动、边部署、边动员，以最快速度日夜兼程奔袭。追击作战是十分艰苦的，敌人仓皇撤逃，而我们仅凭两条腿与敌人赛跑，还要超过他们才行。当时天气又不作美，秋雨绵绵，更增加了行军作战的困难。广大指战员的政治觉悟很高，置个人生死于度外，忘记了吃饭和睡觉，忘记了日与日、夜与夜的间隔，一心想着尽快尽早追歼敌人。指战员们深深懂得，只有从艰苦到艰苦，才能从胜利到胜利，胜利就建筑在自己的脚板上。大家这样想，苦与累都被追击的胜利喜讯冲淡了。”
右路军沿高要、新兴一线向阳春疾进，第40师120团1营担任前卫任务。20日拂晓，赵瑞来营长带领队伍进至距腰古圩约3公里处的河洞时，得知敌广州绥署第三纵队的一个团昨晚停留在腰古圩。赵瑞来当机立断，决心不等团主力来到，乘敌不备，立即发起进攻，吃掉这块送到嘴边的肥肉。赵营长是一位经验丰富的指挥员，他和教导员王作仁把各连连长召集来，详细布置了任务，并特意交代：我军来的如此迅速，敌人是估计不到的，为了欺骗敌人，我们可伪称是沈发藻兵团的70军，