辽沈战役时，国民党52军占领营口并逃跑，这是一个不小的失着，但是南满独立二师的调出和北上，却又间接导致廖耀湘兵团的终局。
独立师（团）是东野正规军的前置编制，因为战斗力远不如正规野战军，一般独立师主要负责战场边缘的牵制任务。南满独立2师就是这样一支部队，开战以后，独立2师根据林彪的命令南下赶往营口，走到一半，林彪认为廖耀湘不会前往营口，发电报让独立2师回头，负责在廖耀湘军团侧面进行骚扰和牵制。
此时，在辽阳的蒋军52军还在辽阳，这个军也划归廖耀湘指挥，一直在南满铁路东侧的辽阳一带活动，是廖耀湘布下的一着棋，其任务是适时占领营口，掩护全兵团撤退。
蒋军52军军长刘玉章到沈阳大力活动，争取到打通营口的任务，调往新民，52军第2师也从西行增援奉令归建。
刘玉章急率52军于10月23日出动，向营口进发。恰恰就在前一两天，南满独立二师已奉令从营口向西北方向的六安前进，参加合围廖兵团。
辽南解放军兵力空虚，刘玉章率52军轻而易举地于10月24日占领营口，这是东北野占军和林彪一个不小的失着。
但是，事情往往有两个方面。南满独立二师的调出，使国民党52军经而易举地占领了营口，但南满独立二师的北上，又使廖兵团出现重大判断失误。
但是，10月25日，廖兵团前卫部队49军从黑山东北几十里处的半拉门出发，向营口撤退。
但是，廖兵团通过大虎山以的铁路后，其前卫团正好碰上北来的南满独立二师，双方立即发生激战，前卫团被歼。本来几乎已经跑出包围圈的国军，在独立2师义无反顾的冲锋下，又一头跑回了我军设下的口袋中。
49军被“共军主力”击退后，军长郑庭笈竟然没有向廖耀湘汇报，而是直接请示卫立煌。他们误以去营口的道路已被东野主力纵队切断，也未敢使用兵团在两侧搜索，也未报告廖耀湘，便把49军主力摆在通往沈阳的公路上的老达房附近，准备按照卫立煌的命令，把他指挥的49军和新6军、新3军一起撤往沈阳。
廖耀湘根本不知这一情况，仍令新1军、新3军主力向营口撤退，并令新6军接替攻击黑山71军阵地。
东野三纵这时已经到了胡家窝棚附近，韩先楚命令三纵会合黑山守军向黑山以东的蒋军发动猛烈进攻。10月26日晨，71军和新6军正换防，混乱中不及抵抗，阵地即被三纵突破，71军即陷入混乱，失去指挥。
解放军三纵一部沿着一条小河向胡家窝棚的廖兵团指挥部杀去。林彪听到韩先楚报告，得知三纵砸烂了胡家窝棚的廖兵团指挥部和附近的新1军、新6军军部，心中很是高兴。但他是一个喜怒不形于色的人，看看地图上的敌态势，对罗荣桓、刘亚楼说：“廖耀湘遭此打击，会改变主意向沈阳撤退，命令各纵全线出击，利用敌指挥系统被打烂的有利时机，全歼廖耀湘兵团。”
林彪的判断是很准确的，在撤退营口的道路被南满独立二师吓阻敌人“堵死”以后，廖耀湘兵团下令兵团向沈阳撤退。
一个二十几万人的大兵团由向南撤退一下子转为向北撤退，意味着兵团所有部队的部署要彻底改变，而这种改变又是在兵团部和各军被打乱以后。廖耀湘的命令传达不下去，解放军东野部队又全线出击，廖兵团二十余万人顿时陷入混乱中，整个指挥系统全部被打乱，司令找不着军长，军长找不着师长。
杜聿明得知辽西兵团处境危险，坐着一架飞机跑到黑山、大虎山、饶阳河一带上空亲自指挥作战。他的无线电台呼叫地面上的廖耀湘，哪里有人答应。杜聿明望下看去，只见地面上的蒋军跑来跑去，乱作一团，而解放军的部队也是不成队形，漫山遍野地追击蒋军，两支部队在一百多里方圆的辽西大地上混杀在一起。
廖兵团完了，杜聿明看着辽西大地上廖兵团覆灭的这幅惨景，眼泪夺眶而出。
刘亚楼把部队建制已乱追击的情况向林彪作了报告，林彪说：“部队建制乱了我不管，只要把敌人消灭了就行。”罗荣桓走过来，对刘亚楼说：“命令要放松追击，边追击边收拢部队，务必活捉廖耀湘。”
廖耀湘看到解放军大队人马朝自己冲来，便命特务连躲入一个洼地。这时的廖耀湘真是进退两难，他率领的这个二十几万人的大兵团仅两天时就全军覆没。
廖耀湘自杀不成，向沈阳走去。行至辽河边，见各渡口都有解放军严密把守，他不敢过去，便又往南走，指望能逃到葫芦岛去。廖耀湘拐上一条小路，想躲过盘查，不料小路上有解放军小部队巡逻。他们叫住廖耀湘，进行盘查，廖耀湘躲不过去了，自报姓名：“我是第9兵团中将司令官廖耀湘。”
1948年10月27日，廖耀湘被俘。第二天，廖兵团被全歼。南满独立2师的冒死进攻，锁死了廖耀湘，成为辽沈战役失之东隅，收之桑榆的一支奇兵。