4月30日，毛澤東又指示林彪：“控制強大機動部隊，養精蓄銳以為將來之用，目前不要向敵人舉行大規模進攻。”
5月1日，毛澤東以個人名義電示林彪：“力戒輕敵，每戰必須集結全力，打敵一點，以期必勝。此點你已充分注意，望深入教育，一體遵行。”
林彪為打破兩軍對峙僵局，電告中央：決定在敵後開辟第二戰場，使敵處於我前後夾擊的大包圍中。5月4日，毛澤東複電林彪加以肯定：“我軍準備於雙廟子以南建立據點，斷敵後路，包圍四平之敵而聚殲之，這是一個勇敢的計劃。”
5月5日晚，林彪發布出擊敵後的命令，命令南滿第七旅、第八旅進占雙廟子以南地區，奪取泉頭車站；命令保三旅、獨立旅各部也向雙廟子地區出擊，配合第七旅、第八旅行動。但由於總體上仍是敵眾我寡，林彪迫敵撤圍的意圖沒有實現。
在這一時期，杜聿明也加緊向四平調兵遣將，集中兵力投入四平方面作戰。至5月14日，國民黨軍集中於四平周圍的兵力已達10個整師。
5月15日，杜聿明命令國民黨軍隊向四平發起全面進攻。左兵團第七十一軍於15日以兩個團的兵力整日輪番向四平西北的獾子洞和海青窩棚民主聯軍一師陣地進攻，衝鋒十幾次，均被擊退。
左翼敵第三十師，15日起即整日炮擊東北民主聯軍北山、三道林子陣地。17日上午，敵第三十八師在7架飛機、20門大炮的火力支援下，以一個營的兵力向該地猛攻，在高不過20公尺、寬不過100公尺的小山崗上，以平均每分鐘落彈100發的密集火力向我守軍陣地實施突擊，我堅守部隊待敵深入逼近時勇猛躍出陣地，與敵展開白刃格鬥，這樣一天之內共殲敵3個連，創下了1∶9的殲敵範例。
敵中路兵團五十師，15日起亦向四平以東哈福以南之東北民主聯軍陣地進攻，以10倍於我軍的兵力重點進攻258高地，我堅守部隊在傷亡過半後不得不撤出該高地。16日，敵第五十師又重點攻擊331高地，堅守該高地的部隊先後打退敵人7次進攻，斃傷敵600餘人。17日，敵第五十師增調坦克再攻331高地，並以一個團的兵力向堅守部隊的側翼迂回進攻，我堅守部隊的陣地大部分被摧毀，只得撤出。
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