在剿匪的同时，我军在西满地区进行了声势浩大的土地改造运动，据黄克诚回忆：至1946年10月中旬，西满地区已有百分之七十的农村开展了土改运动，已有150万农民分得了土地。经过一个时期深入细致的群众工作，人民群众对我党我军有了实际的了解，认清了共产党与国民党大不一样，是真正为劳苦大众谋利益的，是来解放东北人民的，这样，党群关系、党政和军民关系就密切起来了，人民群众把我们的战士看做是自己的子弟兵。
1947年3月，李富春调到东北局负责财政工作后，由黄克诚代理中共西满分局书记，全面负责西满的各项工作。黄克诚进一步发动干部和群众，广泛深入地进行土地改革的同时不失时机地组建地方武装，发展当地经济，积极支持前线作战，为前方将士提供了巨大的物质保证。
一个月后，邓华率第七纵队打开了通辽城，歼灭了盘踞在通辽地区的国民党军队。至此，整个西满地区被完全打通，成为联成一片的巩固的根据地。此时黄克诚考虑到我军建设西满的战略任务已经完成，遂建议中央和东北局：撤销中共西满分局和西满军区，原来由西满分局领导的各省直接由东北局领导。黄克诚说：“这样更有利于发挥根据地支援前线作战的作用。”
四个月后，中央军委任命黄克诚为东北民主联军副司令员兼后勤司令员，统辖整个东北我军的后勤工作。
1946年3月，苏联红军奉命从东北撤走。黄克诚认为，这是一个非常有利的时机，可以放开手脚夺取城市，发展壮大我们的力量，扩大影响。
3月12日。苏军撤出沈阳，黄克诚立即命令钟伟将十旅带到四平附近待命，相机攻占四平。十旅立刻发起攻击，占领了四平，俘虏了几千伪军。接着，黄克诚命令十旅在开原一线布防，阻击敌人北进。4月中旬，苏军开始从长春、哈尔滨、齐齐哈尔撤退，黄克诚立即电令刘震率三师一部和特务一团，在东满部队一部的配合下，于4月18日攻下长春，消灭伪军“铁石”部队1万多人。接着，又命特务团北上，攻克了齐齐哈尔，歼灭伪军数千人。
黄克诚挥师发动这一系列攻势作战的胜利，不仅缴获了大量武器和战略物资，充实和改善了部队的装备，而且促成了部队进占东北重要大城市的局面，对党领导的人民军队的发展壮大，起了巨大作用。
就在苏联撤兵的同时，蒋介石也开始调集兵力向东北大举进犯，企图夺占四平并向北推进，将我军消灭在松花江南岸地区。
为阻止国民党军长驱直入，配合与国民党进行的谈判，3月24日，毛泽东给东北局和林彪、黄克诚、李富春发出指示：“用全力控制长哈两市及中东全线，不惜任何牺牲反对蒋军进占长、哈及中东。”并要求东北民主联军迅速集中主力，坚决控制四平地区，给北进之敌以有力的打击。
四平位于东北平原中部，系中长、四洮、四梅铁路交通的枢纽，是东北地区具有重要军事意义的战略要地。3月中旬我军夺取四平后，蒋介石非常恼火，“没有四平就没有东北”，一定要把四平夺回来。国民党军队倚仗其军事上的优势，狂妄地宣称：“4月2日前，一定要克复四平”，于是，国共两党军队围绕四平，展开了一场大规模的争夺战。
为了执行中央指示，黄克诚把西满部队全部交林彪指挥，他还给所属部队发出动员令，指出：“四平地区战斗，是决定现在和将来局势变化的关键，必须动员全体军人在林总司令决一死战的决心下，以最主要的勇气和牺牲精神来进行作战，不惜任何牺牲和疲劳来达成争取决战胜利的光荣任务。”
4月18日，敌人倾其全部主力约30万人向四平发动了更大规模的进攻。国民党的新一军和新六军全系美械装备，曾在缅甸参加过对日作战，有较强的战斗力，其他的5个军也都是半美械化装备，而我东北民主联军只有10万人，装备上的差距就更大了。
我军就是在这种敌我力量相差悬殊的情况下与敌作战的，广大官兵发扬一往无前的革命精神，依托工事顽强防守，给敌人以重大杀伤。在百余里的战线上，我14个师(旅)与敌形成对峙状态。
毛泽东非常重视四平之战，从4月6日起到5月19日先后给林彪和东北局发过10余份电报。在4月6日的电报中，毛泽东指出：“集中六个旅在四平地区歼灭敌人，非常正确。如有动摇情绪，哪怕是微小的，均须坚决克服。希望你们在四平方面，能以多日反复肉搏战斗，歼敌北进部队的全部或大部，我军即有数千伤亡，亦所不惜。”只有打赢四平之战，才能打开东北的新局面。
4月26日，党中央指示东北我军：“马歇尔已提出停战方案，有停战之可能，望加强四平守备兵力，鼓励坚守，挫敌锐气，争取时间。”27日，毛泽东致电林彪：一、四平守军甚为英勇，望传令奖励；二、请考虑增加一部分守军。
4月20日，毛泽东要求林彪“死守四平，寸土必争”。5月1日，毛泽东指出：“东北战争中外瞩目。”蒋介石已拒绝停战，坚持要打到长春，因此我们必须在四平、本溪两处坚持奋战，消耗敌兵力，挫其税气，以求得有利于我之和平。
5月14日，敌人以10个师的兵力在飞机、坦克和火炮掩护下，对四平展开了轮番攻击。战至18日，敌右翼兵团已迂回到四平东北，企图封闭我四平守军的退路。鉴于这种危险情况，考虑到我在一个多月的防御作战中已伤亡8000余人，为摆脱被动，保障军力，我军于18日夜至19日凌晨从四平地区主动撤退。
四平保卫战，是党中央和毛泽东从全国的战略出发，为配合谈判斗争而进行的一次较大规模的城市防御战。毛泽东认为，“四平我军坚守一个月，抗击敌军十个师，表现了人民军队高度顽强英勇的精神，这一斗争是有历史意义的。”但他同时也强调，“四平街之所以能久守，主要是因敌未料我军有防线，故逐次增兵，便于为我各个击破，使敌遭受我军重大打击。故四平防御战为一时特殊条件所致。不能成为我一般的作战方针。”
四平保卫战时，黄克诚担任西满分局书记、西满军分区司令员，没有参加这一作战行动。前方的战事时时牵动着他的心，早在4月初，他就在四平附近对林彪谈了自己对形势看法，他认为，在敌强我弱的情况下，固守大城市没有意义，应该避开强敌，暂时让出大城市，让敌人背上这个包袱。
4月10日前后，黄克诚给林彪发电，建议适可而止，不要与敌硬拼。他的看法是，敌人一开始进攻的时候，打它一下子，以挫敌锐气，这是可以的。现在敌军倾巢而出，与我军决战，而我军尚不具备决战的条件，因此应当让出四平及其他大城市，到中小城市和乡村去建立根据地。等到敌人肩上的包袱压得他们喘不过气来的时候，我们再回过去消灭他们。
黄克诚连续给林彪发去好几封电报，建议他从四平撤退。但林彪不回电，也不撤兵。前方激烈的战斗，我军重大的伤亡，使黄克诚忧心如焚。
12日，黄克诚致电中央，建议撤出四平。
但这封电报发出后，也是始终未见回音。黄克诚不明白，依林彪的军事才能是不该死守四平的，林彪不答复，也许是有难言之隐，那么毛泽东又作何解呢！一直到13年后，黄克诚才解开这个疑团，那是在庐山会议开始不久，毛泽东请黄克诚吃饭，两人谈起四平之战，黄克诚说：“当时不该硬顶下来。”
毛泽东反问道：“难道说四平保卫战打错了？”黄克诚答道：“开始敌人向四平推进时，我们打他一下子，阻击他前进，这是需要的。但是后来在敌人集结重兵与我们决战时，我们就不该死守四平了”。毛泽东沉吟一会儿，说道：“固守四平是我的决定。”黄克诚这才明白当年的林彪为何既不回电也不撤兵的原因。他沉默了一会儿，对毛泽东说：“是你决定的也是错误的！”毛泽东一时没再说话。过了一会儿，像是对黄克诚，也像是自言自语道：“那就让后人来评说吧。”
黄克诚到哈尔滨主管东北民主联军的后勤工作。军队的后勤工作走上了正规化的道路，在多次重大战役中发挥了关键性作用。他是首任天津市委书记，后又任湖南省委书记。
1948年4月，毛泽东的案头放着一份中共中央东北局的电报，“冀热辽是今后作战要地。需要做好群众工作，负责繁重的补给和战勤任务，又要指挥地方兵团作战。因此，我们一再考虑结果，认为派黄克诚到冀热辽任书记兼政委比较合适。”