林彪考虑到第4 兵团与逃跑的余汉谋集团距离较远，如第4 兵团追赶不上，反而有促成该敌逃窜广西，与白崇禧集团集中的可能，即于同日致电第4 兵团首长，并告第15兵团、华南分局领导人，并报中央军委及二野首长：“如你们已追不上敌人，则望停止追击。关于广西作战须作整个的部署与配合，然后再统一行动。”
17日，毛泽东又一次以个人名义发来电报：林彪同志，并告剑英陈赓：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4 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15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。
林彪接到毛泽东的电报后，于18日12时致电叶剑英、陈赓并报毛泽东：“4 兵团行动，盼按照毛主席17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（粤敌一部会返海南岛）。只要我军在东面不过早逼退敌人，则我北路程子华两个军可绕过桂林、柳州，直插果德、南宁之线，使两广之敌不易退云南以至四川。”
15日拂晓，第15军第45师进占佛山。李成芳率第14军先头第40师从英德乘船顺江而下，进占三水县城西南镇，追上了敌人第39军第103 师。
三水，位于西江、北江的汇合处，是控制西江、北江的咽喉。在粤赣铁路断绝之后，三水即成为最重要的交通枢纽，控制了三水，就切断了敌人西撒的退路。
国民党第39军系全副美械装备，在余汉谋集团中是最有战斗力的。为保存该军，余汉谋特意让该军提早撤退。军部于10月9 日通过三水一线，留下第103 师为后卫，掩护主力撤退。
第39军在粤北驻防时，中共地下党组织就对该军第103 师进行过争取工作。在解放军大军压迫下，该师师长曾三元、副师长陈一匡、参谋长牟龙光率部4000余人投诚。
后来，陈赓曾在广州市可伦布大餐城宴请曾三元、陈一匡、牟龙光等人，在得知陈一匡、牟龙光也是黄埔校友时，陈赓风趣地说：“师兄打赢了师弟，师弟跟着师兄走。”
在第103 师的影响下，第39军另一个师第91师2700余人，在师长刘体仁率领下，亦于17日在鹤山向解放军粤中纵队投诚。同日，第39军第147 师第441 团，在高明县松柏坑被全歼，团长以下1000余人被俘。
17日，陈赓率第4 兵团指挥所由南雄进抵曲江。此时，已完全获悉余汉谋部的窜逃方向：其第刀兵团由佛山向阳江撤退，第4 兵团由高要向阳春撤退，第39军经高明向阳江撤退，第63军沿西江向粤桂边撤退。陈赓当即命令第14军军长李成芳指挥第14军第40、41、42师。第15军第43、44师和第13军第38师共六个师，在粤中纵队配合下，分路向阳江方向追击；令第15军第45师向江门方向追击；令第13军第37。39师向罗定、茂名推进。
陈赓要求各追击部队应以精干部队平行追击和超越迫击溃逃的第21、4 兵团等部，从两翼前出，断其退路，协同尾后追击部队合围聚歼。
为保持指挥不间断，陈赓决定，在军指挥所移动时，由兵团直接指挥各师；在师指挥所移动时，由军直接指挥各团。
为争取时间，李成芳根据各师当时所在位置，以第42师（欠第124 团）及第40师第120 团为西路，由三水经高要、阳春迂回阳江西侧，切断余汉谋部入桂退路；以第41师（欠第123 团）及第40师第118 团为中路，由三水经高明直出恩平，向阳江追击；以第43、44师为东路，由佛山经鹤山、台山插至阳江南侧，防止逃军从海上逃窜；以第38师为预备队，随西路跟进。
第4 兵团各部从9 月底进击广东开始，一直连续行军作战，没有休息，部队相当疲劳，加之连日阴雨，道路泥泞，给部队行动带来许多困难。但第4 兵团指战员为追上相距百余公里以外的余汉谋集团，群情振奋，斗志昂扬，昼夜兼程，穷追猛打，开展追歼逃敌比赛。
至20日，西路部队进抵云浮东南的腰古圩，歼敌广东省暂编第3 纵队，俘敌纵队司令以下1000余人；中路部队进至新兴东南地区，歼敌第63军一部，俘敌1000余人。
当日晚，陈赓从敌人的无线电话里收听到刘安琪的通话，同时接到李成芳的敌情通报，获悉撤逃的敌第21兵团等部尚拥滞于开平、恩平地区，即令中路、东路向阳江急进，力求将其围歼于阳江、阳春地区；令西路从新兴直出阳春，尔后折向阳江，协同中路、东路作战。
21日，中路第41师进至恩平东北的圣堂圩，东路第43、44师进至开平，均与余汉谋部的后卫部队接战。
22日，陈赓命令各部队坚决将国民党军歼灭于阳江、阳春地区，命令西路部队由阳春取捷径直出程村圩，并在该地占领阵地，迎头拦击包围国民党军。
23日，西路部队解放阳春县城后，即以一部乘船顺漠阳江向阳江疾进。
此时的余汉谋集团已处于混乱状态，各部建制混乱，无心恋战。继第39军两个师投诚后，23日，广东保安第3 师二余人在恩平县城东南郊投诚，暂编第2 纵队3000余人在江门投诚，保安第4 师2700余人在台山县挪扶镇投诚。
当日晚，酉路第42师第125 团和第40师第120 团进至阳江西北15公里处的双捷圩时，得知刘安琪率敌第21兵团和第39军残部当夜宿于阳江以西白沙圩地区，准备于次日晨沿阳江至电白公路西逃的情报，即连夜以第125 团插至白沙圩以西的阳江至电白公路北侧，占领有利地形；以第120 团插至海岸边的旱禾庙，将漠阳江迄海岸线全部控制，完全封闭了国民党军西逃雷州半岛的陆上道路。
24日，东路部队攻占阳江县城及漠阳江口的北津港，切断了余汉谋集团往海上逃跑的通道；中路部队进抵合山圩，并继续向阳江压缩；担负预备队任务的第38师也进至阳春以南地区。
至此，第4 兵团经过八昼夜连续不间断的追击，终于将刘安琪的第21兵团部及第23、70、39、50、62军等残部包围于阳江西南白沙圩至平冈圩东西5 公里、南北10公里的狭小地域内。
刘安棋发现被包围，即一面组织向西突围，一面要求余汉谋派军舰至海南岛，企图从海上撤退。
24日，刘安琪多次组织突围，均被粉碎。25日晨，刘安琪集中第50军三个师，在猛烈炮火的掩护下，向阳江以西方向突围，被已进至程村圩至大岗坑一线的第42师第125 团堵住了逃路。第125 团与优势之敌激战竟日，打退敌人六次进攻，顽强地守住了阵地。
当日下午，刘安琪见多次向西突围不成，即令第50军等部转而向南移动，企图沿海滨向西突围，又遭到解放军的迅速封锁阻击。第40师第120 团由旱禾庙向平冈圩追击，先后俘敌近2000余人。与此同时，东路部队强渡漠阳江后向平冈圩以南推进，第38师第112 团沿岗头、廉村直插九羌埠，一面攻取海岸要点，一面以炮火封锁海面，粉碎了刘安琪向南突围、准备从海上逃跑的企图。
刘安琪见大势已去，抛下部队不管，仓皇登船逃跑。到晚上，敌第50军军长胡家驷也登船溜走了。
26日拂晓，第4 兵团各部对被围之敌发起总攻。十多支突击部队从各个方向上，向敌人阵地勇猛冲击。守敌失去指挥，军无斗志，纷纷请降，尚留下一条生路。有近万人向平冈圩以南逃跑。企图从海上逃走，结果除少数被歼灭外，有数千人则因抢登渡船，竟被挤落海中溺水而死，惨不忍睹。
当日，两阳地区围歼战胜利结束。共歼灭余汉谋部第21、4 兵团等部4 万余人，其中生俘3 万余人，消灭了余汉谋集团主力。
陈赓在曲江得知两阳地区围歼战的胜利，兴致勃勃地带领指挥所的一些参谋人员在曲江城转了一圈，一路走一路向大家讲述曲江古战场的历史，特别是大革命时期几次攻打曲江的历史。兴之所至，还请大家在一家小饭馆吃了一顿广东云吞面，他亲自下厨做了一盘湖南风味的辣椒红烧鲸鱼。
两阳围歼战结束的次日，林彪等四野首长致电陈赓、郭天民、刘志坚，嘉奖第4 兵团全体指战员：“庆祝你们全部歼灭由广州向西南逃窜之敌主力的伟大胜利。这一胜利对于解放琼崖和解放广西均有重大意义。对于你们坚决执行毛主席指示的精神，连续十昼夜穷追猛打的精神，特予表扬。”
在两阳围歼战期间，第15军第45师在粤中纵队配合下，于10月22日解放江门。国民党军第4 巡防联合舰队11艘舰艇500 余人于25日在江门以南海面起义。位于潮安、汕头地区的胡琏兵团，见广州失守，余汉谋主力被围，即将其第18。19 军撤至金门、台湾。10月24日，闽粤赣边纵队解放汕头。至此，除南澳岛外潮汕地区全部解放。
两阳地区围歼战结束后，毛泽东于10月31日致电林彪，并告邓子恢、叶剑英、陈赓及刘伯承。邓小平：“在广西问题彻底解决以前，邓华兵团（两个军）必须全力镇守广州（主力）。韶州（一部）之线，不要进攻雷州半岛，更不要攻海南岛。”
据此，第15兵团于11月2 日作出以下部署：第43军第129 师和两广纵队进至珠江三角洲；第128 师进至曲江、乐昌一线；第127 师进至从化、花县、英德、清远一线，分别肃清余汉谋残部。
第44军第130 师一部任虎门警备，主力进至广九铁路两侧及增城地区；第131 师主力进至广州至顺德一线，肃清余汉谋残部；军部及其余部队卫戍广州市。
至11月4 日，第15兵团和两广纵队共�