担任进军西南任务的是第二野战军和第18兵团，其中第二野战军主力于渡江南进后停留在浙赣路沿线作为战略预备队，以应付美国可能的干涉，第18兵团在进军西北后位于陕西秦岭以北、西安至宝鸡的陇海路沿线地区。对于进军西南，中共中央和毛泽东进行了精心的组织、规划与指挥，主要着眼点仍在以大迂回、大包围战略，将西南国民党军封闭于川黔境内而歼灭之。总体部署是：在占领广州之后，以第四野战军及第二野战军陈赓兵团向广西进军，然后以陈赓兵团进军云南，切断国民党军退往国外和海南岛之路径；利用国民党军川南防线最为薄弱的特点，以第二野战军主力自湘西进军贵州再进川南，切断国民党军退往云南之路径，因为云南偏远多山，后勤供应困难，不利于大军决战；位于陕西的第18兵团暂不进军，以抑留胡宗南部队，不使其迅速南退；俟第二野战军主力到达指定位置后，从南北两面对四川国民党军形成合围，并发动最后的围歼。此项部署体现了毛泽东远大的战略眼光与高超的指挥艺术，为达成如此战略意图，关键在于北面抑留国民党军，南面隐蔽开进，以造成国民党的错觉与误判。6月27日，毛泽东致电彭德怀，提出：“为使伪府放心迁往重庆而不迁台湾（现有一派主张迁台，但不占优势），及使胡（宗南）匪不致早日入川起见，你们暂时似不宜去占汉中，让汉中留在胡匪手中几个月似较有利。”第18兵团出动时间须与第二野战军相配合，“不可太早，宁可稍为缓一点，以期聚歼胡匪，不使逃入云南。”为此，北线第18兵团停留在陕西秦岭一线，监视国民党军的行动，抑留胡宗南部队。10月下旬，南线第二野战军主力正隐蔽开向湘西集结，但毛泽东布置刘伯承于23日在郑州公开露面讲话，造成第二野战军将自陕西入川的假象。中共还部署当时潜伏在国民党西南军政长官公署、担负作战计划之责的副参谋长刘宗宽，在8月29日重庆军事会议上提出“情况判断”，加深国民党对中共部队将自陕西入川的认识。直至10月下旬，国民党仍判断中共将由陕西进军四川，胡宗南因此自信“由关陇地区撤守秦岭山岳地带，是西北战场在战略上的重大决策”，“守住秦岭、陕南，川北以至成都平原大可高枕无忧”。8月19日，刘伯承和邓小平发出《向川黔进军的基本命令》，提出第二野战军进军西南的任务是：“攻略贵阳及川东南，以大迂回之动作，先进击宜宾、泸县、江津地带之敌，并控制上述地带以北地区，以使宋希濂、孙震及重庆等地之敌，完全孤立于川东地区，尔后即聚歼这些敌人，或运用政治方法解决之，以便协同川北我军逐次解决全川问题。”命令要求第二野战军部队在10月上旬到达湘西指定位置，并进行充分的作战准备。10月下旬，刘伯承、邓小平率领第二野战军主力第3兵团陈锡联部与第5兵团杨勇部到达湘西、鄂西，准备发起西南战役。