百万雄师在西起湖口、东至江阴长达500多公里的战线上发起渡江战役，一举突破了国民党苦心经营的长江防线。南京、镇江及芜湖一带的国民党7个军，分别沿宁杭公路和宁沪铁路，向杭州、上海方向撤逃。
解放军快速展开追击战，国军改由宜兴以西山区直奔郎溪、广德，妄图突出重围，退守杭州。解放军以吴兴、长兴地区为目标，展开强大的钳形攻势，包围南逃之敌，截断其向杭州的退路。
4月27日夜，解放湖州。在25日至29日的苏浙皖边围歼战中，共歼敌10万余人，沉重地打击了国民党的武装力量，打乱了敌军退守杭州的部署，极大地鼓舞了解放军指战员的士气，为解放杭州创造了极为有利的条件。
28日，负责攻取杭州的三野7兵团前线指挥部，根据杭州敌人有弃城南逃的迹象，命令所属21、23军必须以最快速度向杭州急进，22军则进至杭州以北，为兵团预备队。攻取杭州，是京沪杭战役的重要组成部分，而夺取钱塘江大桥，保证我军顺利南下，解放浙江全省，又是解放杭州战斗的重中之重。
在人民解放军横渡长江挥师南下之时，国民党行政院长何应钦匆匆飞至杭州密谋炸毁大桥，以图阻滞人民解放军南进。
为粉碎敌人的这一阴谋，担负解放杭州主攻任务的7兵团21军，越过层林叠嶂、道路陡峭的天目山区，以强行军的速度，分两路昼夜兼程，直插杭州。
5月2日，该军部到达余杭县城，兵临杭州城下，各师负责人会议对解放杭州的战斗作出具体部署，决定由61师攻取市区，62师由市区西侧直插钱江大桥，63师占领萧山，保证杭州侧翼安全。
5月3日上午，解放杭州的战斗打响。拂晓时分，62师185团翻越五云山，占领二龙山北侧高地。此后，担任主攻大桥任务的2营5连向六和塔的国民党守军发起了进攻，控制了这个可以俯瞰大桥全貌的制高点。
接着，在火力的支援和4连的配合下，又向大桥北端桥头堡发起攻击，一鼓作气拿下了北桥头堡，控制了大桥北端，切断了敌人南逃的通道。
随后，4连和5连立即向桥南之敌发起进攻，充分利用双层桥的特点，采取上下掩护、分组前进的战术，迅速向南端桥头堡前进，顺利地占领了钱塘江大桥。
与此同时，3营从二龙山东北侧南插玉皇山。全营进至距玉皇山200米处展开成战斗队形，由7连和9连从西南面向敌发起攻击，吸引敌人火力，8连则绕到玉皇山东南侧攀登上山，从背后袭击守军。经过半小时激战，全歼山上守敌26人，占领玉皇山，控制了这一城南制高点。
占领玉皇山后，部队一面观察地形一面布置警戒。突然，从市区方向开来了一支国军的车队。团首长立即命令7连、9连从玉皇山半腰撤回来，同时，已占领虎跑山的2营6连也主动从西边拦截，在玉皇山和虎跑山之间的谷地里，形成了一个“口袋”。当对方进至口袋中，3个连同时开火，先击毁最前和最后的汽车，使敌人进退不得。最后，解放军将敌全歼。
接着，1营沿江北岸向发电厂和渡口进攻，先后占领了闸口电厂和渡口。尔后，62师主力即沿玉皇山、二龙山、六和塔和大桥一线，向杭州市区发起进攻。下午2时许，攻占了中山桥、电灯公司和国民党浙江省**，与61师胜利会师。
同日凌晨，当62师向钱塘江大桥急速挺进的时候，负责攻占市区的61师由余杭出发，急行军20余公里，分头向杭城挺进。182团沿灵隐附近的山地展开，经岳坟、北山，首先突入市区，在歼灭几小股敌人后，于上午9时占领了杭州火车站，10时控制了东南部市区;181团在古荡、董家地区展开，经松木场、昭庆寺进入市区，午前占领了艮山门火车站，控制了杭州东北部市区。
不久，183团亦进占杭城西部地区，师直属队则直插以国民党省党部为中心的市中心地区。此时，由于国民党军主力已经撤逃，解放大军在市区的战斗进展非常顺利，但零星的战斗仍不时发生。
5月3日上午，182团在向杭州火车站进军途中，其5连留下一个班在湖滨担任警戒，防止有来自北面的敌军通过此路南逃。该班来到一公园，正准备在草地上构筑简单工事，忽然从西大街(今武林路)方向开来一辆大客车。
由于看不清车里坐的是什么人，该班即示意让其停车检查。不料车内突然向外射击，该班猝不及防，1名战士中弹牺牲。全班立即卧倒，猛烈还击。不到半分钟，战斗结束，汽车被击毁，10多个敌人被打死，其余的敌人都举手投降。
下午2时许，181团正在向杭州东南方向发展，突然接到群众报告，醋坊巷里集中了大批国民党军队。181团2营立即前进，在稍事侦察、布置后，立即把这条巷从南北两头封锁包围起来，4连从南，6连从北分别向巷内的敌人发起攻击。
慌乱的敌人见解放军冲过来，挤作一团，互相吵骂，甚至互相残杀。战斗很快结束，敌副团长和300多名敌人成了解放军的俘虏。
5月3日下午3时许，以抢占钱塘江大桥为中心的解放杭州的战斗全部结束，解放军在群众热烈的夹道欢迎下，列队进入杭州市区。23军作为参加郎广战役的部队，在歼灭准备退守杭州的国民党军队一部之后，也于当日黄昏进入杭州。22军亦进驻武康、安吉。
在南下大军解放杭州市区的同时，中国人民解放军浙东游击纵队金萧支队也以最快的速度，向杭州周边各县发起了进攻。
从4月30日到5月6日，相继解放了分水、新登、桐庐、临安等县城，并配合大军解放了富阳。
5月5日，奉命进军萧山，保障杭州侧冀安全的63师，在花家店附近歼敌一部，俘敌千余人后，进入萧山县城。
与此同时，渡江后经浙西山区直出浙赣线、千里追击国民党残部的第二野战军11、12军，于5月上旬，解放了淳安、遂安、寿昌和建德4县。至此以京沪杭为依托的防御体系，只剩下一个纸醉金迷的大上海了。