战斗经过
外围战
天津国军在环城碉堡工事线长达八十四华里的周围，分为三个防守区。工商业市区，则由警备旅、宪兵、警察等施行交通管制和灯火管制，日夜检查行人和住户，严密监视人民的活动。同时将天津各部队的炮兵集中起来，归天津警备司令部副司令秋宗鼎统一指挥，一律用汽车牵引，企图集中火力支援作战。预先做好了各地区的炮兵阵地和预备阵地，测好了市郊的目标距离，利用天津市区最高建筑物为观测所地点。在各军进入了防守区以后，随即施行封锁交通，非经防守司令部的许可，不准人马车辆船只出入市区。
十二月二十日，外围的激战开始。灰堆据点在一个夜间就经解放军袭占，保安团团长以下全部被俘。布设的许多地雷，效用不大。在杨柳青的两个护路旅，经一日夜激战后，仅有一团撤回市内。在北仓的一个旅经解放军一夜猛袭，溃乱得零散不堪，收容起来还不足一团。静海保安团尚在减河地区对解放军炮兵的占领阵地作了很大的妨害，终于被驱回来。另有个宝坻的“还乡团”，也随护路旅退入市内。对这些地方团队，既要利用它作战，又顾虑它起内变，都把它收枪而重新改编在收容回来的护路旅内(护路旅的干部是傅总部教导团选编的)，作临时新编师，置于第三线工事上。在西南区第九十四军那一个师方面，由于灰堆的失落和前方静海保安团不能立脚，也受威胁，不能以重点支持西营门方面即将发生的剧战，就强迫关外流入市内的游勇(多选云南籍的)再急编为一个新师。军械库存尚有余，因而能够急就，不少滇籍军官也受到利用，暂时作为总预备部队。西营门一接火，又把这个师加到它的西翼来缩短第六十二军的阵线，加深它的纵深。
第六十二军军长林伟俦鉴于北仓、灰堆外围据点的孤立，轻易就被解放军摧毁，他为宜兴埠据点之团担心。又以他的基本第一五七师留北平不得归还建制，感到主阵地兵力不够用，以为北站和西营门双方都要受攻，再无能顾到宜兴埠据点，就撤回那个第一五一师派出的加强团，作军的预备部队。他怕原来阵地为解放军所利用，作为进攻北站的根据，令该团撤出时加以破坏。原指的是工事而言，哪知该团长竟然是纵火焚村，给千数家人民造成严重灾难。我尚无所知，杜建时来告，同为惊愕，电话问了第六十二军，才明究竟。虽然严斥了林伟俦，而未将那个罪恶团长置诸军法以平民愤，我亦负有严重责任。趁解放军尚未进占宜兴埠时，责成第六十二军迅即抢救，市消防队全数出动，收效也不甚多，造成一笔莫大罪债。我曾对杜说：“这不同于长沙大火吗?还防守什么!”杜当时还强慰我以“军务为重，急筹善后!”那也就是按照傅作义所宣布的“布设城防阵地拆除民房赔偿办法”，会同杜出了布告，由市府拨款“赔偿救济”。结果军事日日紧张，灾民也同林伟俦的处理相反，第八十六军军长刘云瀚认为东局子营房据点的重要而又坚固，遮蔽着接近主阵地的要害，能坚持该点，全线就都可保安全。他特别加强该点的配备，并从主线增加炮火，作强力的支援。这还是他所见特到之处。但这样的设阵配置思想，对砉特具攻坚威力的解放军的英勇强战，又属枉然。第八十六军举其精萃力量用在东局子支点上，只经解放军一日夜的猛攻强袭，即被突陷，炮火的日夜支援，也没起作用，一个大团干净灭亡。这使得原来软弱的第八十六军就全部丧胆了。
一九四八年底，外围各据点已经解放军扫荡干净，全阵线处在围困中，如同瞎子般看不出解放军的调度。但从杨柳青、东局子的受猛攻和解放军炮兵重点针对这两方，认出西营门和民族门将受猛攻，而以对西营门的顾虑更大，但还没想到会一下子就被突破。
一九四九年一月上旬，阵线各处都有不断的接触，河北和西营门地区起了激战。在解放军的一虚一实的迷惑作用下，第六十二军竟将控置的有力一团推进于河北地区，恢复第一五一师建制，置于无用之地，而吁请缩紧西营门阵地线的配置。
西营门战斗日紧一日，国民党空军曾有两次，每次两架轰炸机乘夜从青岛飞来，在西营门、减河间找出目标进行轰炸，掷弹即去，不敢参与地上作战。
西营门初战，曾有解放军一个突击队插入第六十二军阵地网，大约是侦察队的过分勇猛深入以致被击灭，第六十二军那一师防守的部队缴获了解放军“尖刀队”的旗帜，视为“珍重”的战利品，从事宣扬。一时虚骄之气大作，而不知灭亡即在眼前。
十日解放军的攻围部署已经完毕，炮战更趋激烈。解放军战士从一点一点的地堡，逐步灵活地迫近阵前。守军日夜发射雨一般的机关枪火倾倒阵前，以壮孤胆。其实是虚耗弹药，要想制止解放军已不可能。由于西营门的不停地激战，东局子的被猛攻陷落，已看出受攻的重点，将是在西营门和民族门的东西两方面。 解放军的重炮火更多倾注于西营门的西头一带，并有战车活动于运河自来水厂附近地区。当这紧急时期，请求青岛的飞机来助战不见答应(正为应付淮海的危殆，而不遑顾天津)，就将护路旅所改编的新师，推进于西头方面，支援西营门。当西营门激战中，林伟俦恃着新师的准备援应，仍忧虑到河北的孤立突出，将所控制之团(第一五一师有力之团)交给该方师长使用。民族门方面，除了炮战，只见解放军的小部迫近，逐步夺取第八十六军阵前的小支点，在构成地堡作攻击准备。
总攻
1月14日10时，总攻开始，经过40分钟炮火准备后，11时，第2纵队第4师突击队首先突破成功。担任“东西对进”的主攻部队如潮水般涌进突破口，以排山倒海之势向天津守敌拦腰杀去。从14日夜至15日凌晨，西集团先头部队先后攻克中部守敌各个支撑点，并相继占领海河上游中游各个桥梁。其中，第1纵队第1师第2团、第2师第5团先头部队于15日凌晨攻占金汤桥，第2师第5团第7连于15日晨8时许攻占胜利桥(今北安桥)，第3师第7团第5连也于15日拂晓攻占中正桥(今解放桥);第2纵队第5师第14团攻击部队在连克大丰桥、金华桥、金钟桥、金钢桥后，也在15日凌晨进至金汤桥;东集团第8纵队第23师第70团突击部队于15日拂晓与西集团在金钢桥、金汤桥等地会合，使之南北不能相接。敌人整个防御体系被打乱，陷入极度慌乱之中。
第1纵队第1师从15日5时开始向敌核心工事天津警备司令部发起攻击，激战5个小时，第1团的战士们敏捷地冲进敌司令部大门，活捉陈长捷等7名国民党将领。15时，据守天津城北部、敌军战斗力最强的第151师，在我军重重包围之下，宣布投降。至此，天津战役胜利结束，历时29个小时。守敌13万人全部被歼。
战后统计
伤亡损失
天津战役中东北野战军共伤亡二万三千七百九十九(23,799)人。其中伤师级一人、团级十一人、营级九十二人、连级四百(400)人、排级八百三十八(838)人、班以下一万七千八百七十二(17,872)人，合计一万九千二百一十四(19,214)人。牺牲团级七人、营级二十八人、连级一百一十七(117)人、排级二百一十六(216)人、班级以下三千七百三十八(3,738)人，合计四千一百零六(4,106)人。其他四百七十九(479)人，共计二万三千七百九十九(23,799)人。天津战役消耗炮弹八万八千九百七十二(88,972)发、子弹二百四十九万九千三百四十二(2,499,342)发、手榴弹四万三千七百八十三(43,783)枚、炸药二万零九百二十五(20,925)公斤、爆破筒一千二百六十八(1,268)颗，遗失重机枪五挺、轻机枪三十一挺、六零炮八门、掷弹筒十四具、其他一千零八十六(1,086)，损坏重机枪四十三挺、轻机枪七十八挺、迫击炮九门、六零炮二十二门、战防炮四门、步兵炮四门、山炮十门、平射炮七门、榴弹炮一门、坦克八辆、装甲车六辆、汽车一百八十九(189)辆。
战争成果
天津战役共毙伤国民党守军正规军九千九百三十三(9,933)人、地方军一千三百三十七(1,337)人，合计一万一千二百七十(11,270)人。俘虏正规军九万二千三百九十九(92,399)人、地方军二万四千五百三十六(24,536)人，合计十一万六千九百三十五(116,935)人。投降正规军八百零二(802)人、地方军一千九百七十(1,970)人，共计十三万零九百七十七(130,977)人，其中毙伤一万一千二百七十(11,270)人俘虏十一万六千九百三十三(116,933)人，投降二千七百七十二(2,772)人其中将级军官三十人(其中天津市政府市长兼北宁线护路军司令中将杜建时自首，天津市公安局局长李汉元是否少将)、校级军官四百四十一人。将级军官名单如下：国民党天津警备司令部司令中将陈长捷、国民党天津警备司令部副司令少将秋宗鼎、国民党天津警备司令部秘书长少将李叶靖、第八十六军军长中将刘云瀚、第八十六军军长副军长范玉书、第二十六师师长少将张越群、第二十六师副师长何卓、第二八四师副师长少将罗先、第二九三师师长陈廖华、第二九三师副师长陈昆、第六十二军军长中将林伟俦、第一五一师师长少将陈直、少将教育长李上达、第六十七师师长少将李学正、第六十七师副师长少将刘顺楚、第六十七师副参谋长曾会奇、第九十四军副军长少将王治熙、第四十三师师长少将饶启尧、第四十三师参谋长少将徐奇春、第四十三师少将副师长余和、第三零五师师长少将姚葛民、第三零五师副师长少将程德煌、第三二六师师长少将柴玉峰、第三二六师副师长少将吴继先、宪兵第二十团团长少将曾加林、国防部军纪检查组少将杨威。津南第一支队支队长少将白英杰、补训总队总队长少将宋捷、还有天津市公安局局长李汉元。天津战役缴获火炮一千六百四十八(1,648)门(其中榴弹炮九门、山炮二十五门、野炮二十八门，其他一千六百四十八(1,648)门。枪五万四千六百八十二(54,682)(重机枪五百一十五(515)挺、轻机枪三千零三十八(3,038)挺、其他五万四千六百八十二(54,682)支)、坦克十一辆(十二辆)、装甲车九辆、汽车八百七十九(879)辆、大车一百五十三(153)两、炮弹六万八千九百二十一(68,921)发、手榴弹八万九千五百二十四(89,524)枚、子弹七十一万三千七百一十三发(713,713))。骡马一千二百八十一(1,281)匹。
