为了固守海南岛，蒋介石在这里配以重兵，苦心经营。海陆空三军总兵力约10万人。薛岳依仗海空军优势，组织了环岛立体防御体系，用他本人的别名命名为“伯陵防线”，并吹嘘这条防线“固若金汤”。他企图凭借这道防线和琼州海峡天险，阻止解放军渡海登陆，以长期固守。同时，也作了在情况不利时“主动撤离”的准备。此外，薛岳还指令加紧清剿琼崖纵队，企图消灭解放军渡海作战兵团的接应力量。
为了迅速肃清国民党反动军队的残余，解放海南岛，中央军委和毛泽东进行了缜密的筹划。1949年12月18日，毛泽东指示四野首长：“以四十三军和四十军准备攻琼崖”“渡海作战完全与过去我军所有作战的经验不相同，即必须注意潮水与风向，必须集中能一次运载至少1个军（四、五万人）的全部兵力与三天以上粮食，于敌前登陆建立稳固滩头阵地，随即独立进攻，而不要依靠后援”。
1950年1月10日，毛泽东又致电四野首长：“争取于春夏两季内解决海南岛问题。”遵照上述指示，四野命令四十、四十三军和加农炮兵二十八团、高射炮兵一、九团及工兵一部，共10万余人，组成渡海作战兵团，发起海南岛战役。
1950年2月1日，中共华南分局第一书记叶剑英在广州主持召开了有渡海作战兵团首长、两个军和琼崖纵队首长参加的作战会议。会议根据毛泽东的指示精神，结合海南岛的敌情、地形等情况，确定渡海作战兵团必须采取分批偷渡与主力强渡相结合的作战方针。首先组织小部队分批偷渡，与琼崖纵队会合，以增强岛上的力量；尔后，以主力部队实施大规模的强渡登陆，共同歼灭岛上的国民党守军。
根据中央军委的指示和中共华南局的统一部署，解放军四十军、四十三军于1949年12月下旬开始，分别进至雷州半岛，投入了渡海作战的准备工作。渡海作战部队进行了深入的思想动员；征集船只，雇请船32；积极进行海上练兵。经过两个多月的艰苦努力，渡海部队共征集、修复大小船只2130余条，雇请船工近4000名；指战员学会了划桨。同时，还培训了6000多名水手，为渡海登陆作战的胜利打下了良好的基础。
1950年3月，渡海作战兵团指挥所根据四野关于派出少数兵力携带电台偷渡，取得渡海经验的指示，以及为大规模强渡海峡，顺利登陆，增强岛上接应力量，分两批组织了4次偷渡。
第一次，由四十军一一八师三五二团一营，配属2门迫击炮，共800人组成，于3月5日19时，在师参谋长苟在松率领下，分乘13只木帆船，从雷州半岛西南端的灯角楼起渡，突破国民党守军飞机、军舰的封锁，在琼纵总队八、九团的有力接应下，击溃国民党守军1个营的阻击，于次日13时在白马井强行抢滩，登陆成功。
第二次，由四十三军三八三团一营，配属92步兵炮连，共1000余名指战员组成，于3月10日13时，在团长徐芳春的率领下，分乘21只木帆船，从湛江市东南的硇州岛起渡，驶向琼东北地区的赤水港。指战员战胜重重困难，同狂风恶浪搏斗20个小时，于12日9时在琼东北地区的赤水港至铜鼓岭一带30公里地段上分散登陆。尔后，在琼纵独立团和当地群众的积极支持配合下，突破国民党军1个团的封锁，于12日晨胜利到达文昌地区。
第三次，由四十军一一八师三五二团主力和三五三团二营及炮兵大队组成第一个先遣偷渡团，共3000名指战员，在琼纵副司令员马白山和一一八师政治部主任刘振华率领下，分乘81只木帆船，从灯楼角起渡，向琼西北的临高角扬帆前进。途中风停雾起，联络困难，部队划桨前进，船自为战，只进不退。27日5时至8时，除2只船被击沉及少数船失去联络外，各营船队陆续在偏离原规定地点临高角以东20公里宽的地段上分散登陆。尔后，在琼纵一总队和四十军先遣渡海部队的配合下，经过3天鏖战，先后打破和摆脱国民党六十二军、六十四军10多个营的层层阻击和尾追，于29日晚，在美厚村与琼纵一总队胜利会师。
第四次，由四十三军一二七师三七九团和三八一团一营组成的又一个先遣偷渡加强团，共3733名指战员，在师长王江保的率领下，分乘88只木帆船，从雷州半岛东端的博赊港起渡，驶向海口市以东的铺前港。途中遭国民党军3艘军舰的疯狂炮击，加强团担任护航任务的“红五连”3只火力船向敌猛攻，保障主力强渡，于4月1日在海口以东登陆成功。三一九团三营八、九连的船队由于在遭受国民党军舰袭击时离开编队，驶偏了航向，误在国民党军兵力较强的海口市白沙门岛登陆，因寡不敌众，血战一天一夜后，大部牺牲。加强团与负责接应的琼纵独立团和三总队一团于4月1日晚并肩进至文昌城西钟瑞地区待命。
一个月内，人民解放军2批4支先遣部队相继登陆成功，为主力登陆作战创造了有利条件。同时证明薛岳精心设置的环岛立体防线并非坚不可摧，从而极大地增强了渡海作战兵团广大指战员的胜利信心。
4月16日下午，东风拂面，平潮伏流，是南渡琼州海峡的理想时机。第一梯队隐蔽开进到各个起渡场。19时30分，350只战船分为东、西两路，从雷州半岛南端各港湾同时起锚，浩浩荡荡向海南岛迸发。起渡不久，便遭到国民党飞机的狂轰滥炸和军舰的阻截。渡海作战兵团第一梯队指战员毫无惧色，经过彻夜战斗，击沉军舰1艘，击伤2艘。次日3时左右，先头部队接近海滩，船队上的勇士们不顾守军的疯狂射击，利箭般地冲向海岸。当船队距岸边五六十米时，先头船的指战员纷纷跳入齐胸深的海水，向陆地冲去。在琼崖纵队和先遣偷渡部队策应下，17日6时，第一梯队全部登上临高角至花场港的预定登陆地段。
第一梯队一上岸，便迅速突破国民党守军的滩头阵地，占领和巩固了各个登陆场，并直扑国民党军琼北沿岸的各个防守要点。四十军登陆部队首先击溃守军六十四军一三一师2个团的阻击，连克9个地堡群，迅速抢占了守军的防御核心阵地临高山（今高山岭）。尔后，以一部兵力包围临高县城。主力继续向纵深推进。19日拂晓，四十军一一八师在美台地区包围国民党六十四军一五六师师部及1个团，战斗至12时，歼灭其大部。同日，四十军一一九师奔袭加来国民党六十四军军部，占领了加来。四十三军一二八师主力在玉抱港、雷公岛地区登陆，抢占才芳岭、桥头等防守要点，歼灭国民党军六十四军1200余人，遂即包围了花场港。薛岳慌忙调集4个团的兵力开赴福山。企图阻止登陆部队向纵深发展，保障首府海口市的侧翼安全。18日晨，福山守军向北出动，被四十三军一二七师先遣偷渡团截住，协同一二八师主力将福山守军击溃。一二八师先遣偷渡营趁机攻占福山。至此，渡海作战兵团第一梯队在琼崖纵队和先遣偷渡部队的积极配合下，控制了琼北地区沿岸各要点，突破了薛岳吹嘘的“固若金汤”的防线。
在渡海作战兵团第一梯队登陆后，薛岳还认为是“小部队偷渡”，于是调集兵力，企图消灭威胁海口市的解放军四十三军一二八师登陆部队。19日，又将六十二军集结于澄迈地区，并令驻防海口市的三十二军二五二师向澄迈地区增援。20日晨，解放军一二八师在澄迈县城以北的黄竹、美亭，与国民党军二五二师师部和两个团遭遇，一二八师当即将其包围，并展开猛烈的攻击。同时，四十三军一二七师先遣偷渡团迅速进至美仁地区，占领有利地形，构筑简易工事，准备后援，保障——二八师歼灭敌二五二师主力。薛岳为解二五二师之围，命令六十二军和暂编十三师、教导师及二五二师的又1个团，火速增援黄竹、美亭，对解放军一二八师实行反包围。薛岳自以为这着棋很高明，吹嘘说：“登陆共军即将被全歼”，并在海口市布置召开“祝捷大会”的会场。解放军渡海作战兵团首长决心将计就计，趁薛岳主力部队围攻四十三军登陆部队之机，在澄迈及其以北地区展开一次大规模围歼战，以求消灭薛岳主力部队。
4月21日晨，国民党六十二军等部，在飞机、火炮支援下，向解放军一二八师的阵地发起猛烈围攻。一二八师迅速调整部署，以少数兵力抗击外线围攻，集中主力于内线，将已被包围的国民党军二五二师主力尽快歼灭。为了配合一二八师的战斗，一二七师先遣团三七九团在琼纵三总队和独立团的协同下，打退了国民党六十二军2个团的轮番进攻。同时，四十军主力从加来、多文地区出发，不顾国民党飞机的轰炸、扫射，向东急进，于21日17时抵达美亭东西两侧地区，将围攻一二八师的国民党军包围起来，形成内外夹攻的态势。22日，解放军与琼崖纵队一齐向国民党军发起猛烈攻击。