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战役到了关键的时刻。刘伯承运筹帷幄，牢牢掌握着战场的主动权。21日，他和邓小平再次指示部队，迅速切断胡宗南及川境诸敌退路，是当前作战的关键。令南路第五兵团除留第十七军在贵州境内进行城乡接管、肃清残敌、维护交通外，兵团主力和第三兵团第十军沿毕节、遵义一线采取连续的攻势行动，直插川南，控制叙永、赤水、宜宾、沪州一带，坚决截断敌人退向云南的后路。他们精确地估算了国民党撤退的路线和行程，判断其主力将在綦江集结后分别向沪州、叙永、盐津逃窜，并判断他们可能到达的时间为：12月1日到叙永，12月6日到盐津。为此，他们电令第十六军于12月2日左右赶到叙永或盐津，第十八军迅速跟进，3天后到达；第十军于12月2日赶到赤水。同时，又令北路第三兵团主力和第四十七军，强渡乌江，力争合围宋、罗两敌于南川及其以东地区。如敌后撤綦江，则应稍缓攻击动作，待第五兵团和第十军迂回到预定位置，再全力出击。
南路军先头部队，为了先敌占领川南要津沪州、宜宾，在黔北山区日夜冒雨急进，不顾泥深路滑、山崖陡峭，指战员们毅然轻装前进。最险峻处甚至要鱼贯爬行，时速只一里，有的指战员不幸坠入深渊。就这样，一路打跨了国民党军的抵抗。第十军占遵义、渡赤水，第十六军克毕节、下叙永，直逼长江，提前到达指定位置；北路第三兵团主力和第四十七军，分由龚滩、彭水等地强渡乌江，以钳形攻势向南川合击。敌人进退失据，顷刻瓦解。解放军奋勇冲击，分割穿插。激战至28日，将宋希濂集团和罗广文兵团3万余人，聚歼于南川山地，乘胜解放了綦江、涪陵、江津诸城。重庆已直接暴露在北路军矛头之下。
刘伯承决心乘势夺取重庆。当即令第三兵团主力和第四十七军，不顾疲劳，宽正面地分路挺进，控制东至木洞、西至江津百余里的长江南岸，伺机渡江。与此同时，电令第五十军从涪陵、丰都段北渡长江，向垫江推进，兜击重庆侧背。当解放军多路渡江成功，先头部队冲向重庆近郊白中驿飞机场时，蒋介石于30日凌晨，慌忙爬上飞机逃往成都，重庆守敌也弃城西逃。当日，国民党政府的所谓陪都重庆，回到了人民手里。
12月8日，刘伯承、邓小平率野战军领导机关迸驻重庆。在这里，刘伯承曾经度过保卫共和、军阀混战和最初投身革命的年代。现在，他亲率人民的雄师解放了桑梓大地，内心充满了感慨。第三天，他在重庆市工人座谈会上，发表了情感灼热的讲话，他说：作为一个解放军军人，一个政府工作者，尤其是作为一个共产党员，与人民大众，尤其是与工人同志在解放了的重庆如此见面谈心，是何等高兴啊！我又想到在大革命时代，我们就在重庆遭到“三·三一”惨案。我们顺沪起义失败的老工友、老战友、老同学们被蒋介石打散了。我们分别了22年，而今天竟在重庆见面了，真是无穷的高兴呀！
12月15日，他在另一次座谈会上又说：感慨万端，不知从何说起。这次战友们在重庆会师，象嘉陵江与扬子江两江在朝天门的合流，流向大海。大海就是新民主主义。在未合流之前，被两江之间一条浮图关的山脉隔断了，就是说，国民党的统治把我们隔断了。
重庆一解放，刘伯承的眼光就盯住残敌猬集的成都。由于重庆及川东、川南广大地区的迅速解放，蒋介石不得不再次收缩兵力。他命令由重庆及其以北地区西撤之敌，在正面迟滞解放军行动；命令胡宗南、张群等部，悉数退向成都，企图向西康和云南逃窜。这时候，华南方向的广西战役取得重大胜利，白崇禧集团主力在桂粤边境被第四野战军及第二野战军第四兵团歼灭。西南境内的国民党军更加孤立和气馁。
刘伯承、邓小平坚决不给敌人以喘息的机会，决定乘势发起成都战役。
12月6日，令第五兵团主力及第十军抢占乐山、青神、浦江等地，从南面兜击敌人，并强调指出：“这个战役的关键在于占领乐山，完全截断敌人退往西昌、会理、云南的公路线”。又令第三兵团主力迅即攻占简阳、邛崃、大邑等地，从东、西两面向敌人推进。同时，电告贺龙、李井泉率领所部越过秦岭，兼程南下，由北面压向敌人。
在军事打击的同时，政治争取也取得了极大的成功。在中共中央、中央军委的统一领导和部署下，刘伯承、邓小平积极开展了对敌政治攻势和策反工作。11月21日，他们向西南国民党军政人员提出四项忠告，号召他们停止抵抗，投向光明，改过自新，立功赎罪，并明确规定了政策界限，对业已起义和投诚的武装，一律暂不编散，不收缴武器，指定地点集中，听候处理。
这在国民党军中产生了巨大的影响。12月9日，川、康、滇国民党高级军政官员卢汉、刘文辉、邓锡候、潘文华等，分别率部在昆明、雅安、彭县宣布起义。12月10日，国民党军第十九兵团副司令官土伯勋率部在贵州盘县起义。12月11日，第二十二兵团司令官兼第七十二军军长郭汝瑰率部在宜宾起义。这些，加速了西南国民党军的分化和瓦解。
解放军各路大军浩浩荡荡汇向成都盆地。第一野战军第十八兵团等部沿着“难于上青天”的蜀道，勇闯剑门关、朝天驿，以破竹之势直下绵阳、新都，追歼逃敌8万余，进逼成都。第二野战军第三兵团第十二军连克邛崃、大邑。胡宗南妄图作最后的挣扎，严令第二十七军、六十三军、九十军等攻占邛崃高山镇，夺路逃命。第二野战军第三兵团第十二军第三十五师顽强阻击，以寡敌众，抗住了国民党军的多批次集团冲锋，牢牢守住了高山镇，封死了敌人西逃的通道。消息传到野战军指挥部，刘伯承高兴地说：“十二军已占邛崃，至此胡匪向康滇逃窜之路业已截断，势必依托成都周围作困兽之斗。”
20日，刘伯承和邓小平、张际春、李达等在作战室再三研究，认为目前已将胡宗南集团压缩成一个核桃，追击战已告结束。当前的注意力应放在精心组织指挥、大胆分割芽插、逐个击破上面，要严防轻敌乱碰。对胡宗南集团，绝非一两个冲锋所能消灭。渡江作战以来所采用的猛追、猛打、猛冲的战术，不一定能奏效。必须依敌情、地形、群众条件等的变化，及时转变战术。为此，他们致电第三、五兵团：“须知敌尚有反击的力量和局部进攻的可能。我们必须十分慎重，尔后各军应就现地调整态势、掌握部队、恢复体力、调集火力、鼓励士气、瓦解敌军。特别加强对敌作精密的战术侦察，提出你们的作战意见。今后的作战方式，仍用先打弱点和集中力量割开敌人，一点一点吃的战法。千万不可进行无准备无把握的战斗。？？免伤部队元气，至要。”刘伯承特别指令杨勇、杜义德两人统一指挥第三、五两兵团作战，并明确指出：“新津有敌4个军的番号，令十一军暂时停止攻击该敌，集中十、十一、十二、十六军，有准备地攻歼敌人，进行一场胜利结束的大战。”
在野战军指挥部里，参谋人员不断收到前线胜利的捷报，不免个个喜形于色。
刘伯承却严肃地说：“越在胜利的时候越要兢兢业业，切不可粗心大意。”
12月21日，董宗珩率第十六兵团在金堂地区宣布起义，这是成都敌人趋于瓦解的开始。胡宗南为稳定军心，于22日在新津召开了军以上指挥官紧急会议，他声嘶力竭地叫喊“要团结一致，抵抗到底”，还煞有介事地声称“本人亦抱定为党国牺牲的决心”，拼命鼓动部属顽抗到底。可是，会议的第二天，他却紧步前几天逃走的蒋介石的后尘，悄悄乘飞机溜之大吉。蒋介石、胡宗南的相继逃跑，使成都守军陷于极度混乱。24日，胡宗南的亲信、第五兵团司令官李文，怀着绝望的心情，集中了7个军，由崇庆、新津地区向西南突围，被击溃。这一失败加速了敌人内部的瓦解。25日至27日，敌第十五兵团司令官罗广文、第二十兵团司令官陈克非、第七兵团司令官裴昌会、第十八兵团司令官李振，相继在彭县、德阳、成都地区宣布起义。刘伯承、邓小平致电表示慰勉。李文仍然执迷不悟，组织残余兵力，向邛崃、大邑一线展开猛攻，企图夺路逃命，再次遭粉碎。26日，参战部队指战员在“打好大陆上最后一仗”的口号声中，勇猛地向敌军冲去。激战竟日，全歼残余国民党军，生俘第五兵团司令官李文以下5万余人。27日，由于敌第十八兵团在成都以东地区起义，解放军不战而下成都，成都战役遂告胜利结束，进军西南的战役也就胜利结束。
刘伯承在给第二野战军第三兵团《西南进军作战经验汇集》的题词中，集中地概括了进军西南的经验，他写道：“两南进军是在毛主席的战役指导下，在全国胜利的局面上进行的。在部署上为出敌不意，突然拊其侧背，断其逃路。在行动上，则猛打猛追，使敌人无喘息余地，更来不及变动原来部署，被动应战。在政策上，尤以本军委布告的八项切实执行，收效很大。”
第二节西南军政委员会主席
1949年12月2日，中央人民政府委员会第四次会议，任命刘伯承为西南军政委员会主席。
12月31日，毛泽东发布了《祝贺新年告前线将士和全国同胞书》，提出1950年的新任务是：“解放台湾、海南岛和歼灭蒋介石匪帮的最后残余，完成统一中国的事业，不让美帝国主义侵略势力在我们领土上有任何立足点。”同时提出要逐步转入和平建设，医治战争创伤，克服战后的财政经济阑难，恢复工农业生产和交通事业。
1950年元旦，即成都战役结束后的第5天，刘伯承出席重庆市庆祝西南解放大会，发表入川后的第一次长篇演讲。他开宗明义地提出了建设新西南的三项任务：“第一项是，建立革命的秩序，维护治安。西南区是全国最后解放的地方，也是蒋介石匪帮盘踞得最久和他在大陆上最后覆灭的地方。因此，治安问题，更加复杂，急待解决的社会问题也很多。”“目前首先就是对分散隐蔽继续造谣破坏的特务匪徒，和流窜在农村的土匪特务武装，必须人人一致警觉起来加以彻底肃清。对散兵游勇，必须进行登记，集中训练，妥善处理。只有这样，城市与农村的社会秩序才能安定下来，人民才能各自好好生产，经营工农商各业。这是解放后第一个要解决的关键问题，不然，生产、文化教育等一切工作无从做起，即使做了也无安全保障。”
关于第二项任务，他指出：“恢复和发展生产。这是共同纲领中的基本问题，也是使我们国家由农业国变成工业国、建立新民主主义社会的基本问题。”他解释这项任务的必要性和艰巨性说：“两南区蒋介石匪帮统治最久，经济遭受摧残最深，解放以前为蒋匪依靠作卖国内战的基地，所受兵灾也最深，临败走时该匪又有计划地进行了疯狂的破坏。恢复和发展生产，目前困难很多，而首先是如何有步骤地恢复生产的问题。我们必须切实执行毛主席的‘公私兼顾、劳资两