1945年10月中旬，山东第一师接到上级电报，告知东北形势紧张，令一师立即迅速北上。10月20日，一师由天齐庙出发，陆行北进，经南皮、文安、霸县，直插香河、玉田。行至香河地区时，每天都能看到美造的国民党运输机向东北方向飞去。10月28日，部队进到玉田地区，作短暂休整。由延安去东北的李富春等人也到达了这里。梁兴初、梁必业被召去汇报部队情况时，借机邀请他们给部队干部讲了一次话。
两天后，部队继续向北行进。此时已是深秋初冬时节，天气越来越冷，白天变得短多了，早晨出发天还很黑，到宿营地时已伸手不见五指。走到迁安附近，村庄也比在香河、玉田地区疏少，宿营地的配置不得不拉大距离。很多战士只好睡在地上，有的住在牛棚或苞米楼里。
11月4日，部队终于由冷口跨出长城，踏进东北大地的门槛。接着向建昌、杨杖子方向前进。这一地区由于政权尚未建立，群众也没有组织起来，宿营、筹办粮草等，全靠部队自己设法解决，困难重重，还不时有国民党特务和土匪打冷枪，制造混乱。这一段路，部队走得更苦。11月21日，部队进至兴城以西地区，结束了挺进东北的长途跋涉。
一师在梁兴初、梁必业的率领下，从诸城铺上出发，数次更改行程，越津浦，走平津，跨长城，徒步行军40多天，行程2500余华里。一师是挺进东北的山东部队中行程最艰苦的，到东北时全师实有7500人。
与山东一师几乎同时到达的，还有黄克诚率领的新四军第三师。
山东一师和新四军二师到达辽西时，形势已变得异常严峻，呈现在他们面前的是战火弥漫的景象，逼迫他们一到东北就必须拖着长途行军的疲惫投入战斗。实际上，东北的战争气息，两支部队在行军途中，就已从一封封催促的电报中，深深感觉到了。中共中央和毛主席早就开始打这两支部队的“主意”了。
1945年10月11日，毛主席结束重庆谈判返回延安，16日就调整了东北战略部署。其中一个重要的变化是把林彪由冀东派到东北，并令组织兵力坚决阻止国民党军在东北登陆。19日，再次指示东北局，放弃分散方针，将兵力集中于锦州、营口、沈阳之线。29日，林彪马不停蹄赶到沈阳时，山海关一线已经打起来了。31日，中共中央决定，成立以林彪为总司令的东北人民自治军、11月1日，令林彪、彭真立即布置内线作战，先在葫芦岛至锦州、营口至海城之线阻滞蒋军。
毛主席已决心在辽西打一仗了，并不断催令梁兴初师、黄克诚师即速北上。11月14日，毛主席致电黄克诚，令其与山东梁师分路平行前进，限24日到达锦州地区休整。第二天，毛主席又致电林彪、彭真说，应令黄梁两部，从冷口、界岭口分路隐蔽开至锦州、锦西、兴城三角地区，处于内线，休整部队，补充枪弹，俟敌进至绥中地区或兴城地汉，业已疲劳消耗至相当程度，我则可集中最大兵力，于最有利之时机地点，由林彪或荣桓亲去指挥，举行反攻，分作几个战斗，每次歼灭二三个师，最后全部歼灭3个军，即能从战略上解决问题。
东北局接到指示后，决定林彪立即赴前线指挥。此时的林彪连起码的指挥班子都没有。罗荣桓便把从山东来的苏静、李作鹏等主要机关工作人员交林彪带走。
然而，毛主席和东北局都没有料到局势变化那么快。林彪赶到辽西前线时，国民党军已占领绥中，并向兴城、锦西、葫芦岛推进。辽西陷入一片混乱。夜里，驻锦州江家屯的林彪指挥所周周枪声不断，土匪到处打冷枪，一直闹到天亮。
此时，梁兴初师几乎与国民党军平行开进。21日，还没有和林彪接上头，即在兴城旧门附近与第五十二军接上了火，激战3小时，毙伤其200人，俘41人。
旧门一战后，梁兴初终于在兴城与林彪联系上了，但此时的一师已疲劳不堪；林彪同时视察了其他部队的情况，检查一各部队的联络指挥系统，不禁浓眉紧皱，忧心忡忡。现在的条件，不要说打胜仗，连基本的作战条件都不具备。于是，11月21 日，林彪向中央军委及彭真和罗荣桓，提出了对当前作战方针的意见：
连日我在兴城、锦州一带所见所闻，我部队已参加作战者皆极疲惫涣散，战斗力甚弱。新兵甚多，缺乏训练。梁师刚到，黄师尚未到达，远落敌后。各部皆疲劳，武器弹药不足而未得补充，衣鞋缺乏，不惯吃高粱，缺少用费。此外，自总部起各级缺乏地图，对地理形势常不了解，通讯联络至今混乱，未能畅通，地方群众则未发动，土匪甚多，敌迂回包围时，无从知道：敌人利用我以上弱点，向我推进，并采取包围迂回。依据以上情况我有一个根本意见，即：目前我军应避免被各个击破，应避免仓惶应战，应准备放弃锦州以及以北二三百里，让敌拉长分散后，再选弱点突击……目前黄、梁两师皆我亲自指挥，如能求得有利作战时，即进行极力寻求战机，侧面的歼灭战，此可能性很大，但亦不拟轻易投入战斗。
23日，中央军委复电批准了这一建议，但表示黄梁两部应力求在敌侧后消火敌之一二个师，迟滞敌之前进，以争取时间进行各种准备，寻找机会消灭敌人。
林彪因电台无法与各部队接通联络，他请军委将电报转达给各部队，自己带参谋人员前往锦西江家屯会合，决定在锦西、高桥以西山地进行一次歼灭战。可是，黄克诚尚未到达，杜聿明却气势汹汹地扑来了。11月22日，国民党军连占兴城、锦西、葫芦岛三处要地，25日猛攻锦州。26日拂晓，锦州被国民党军占领。
此前一天，即11月25日，黄克诚带领新四军三师32万人到达锦州附近，但未能与林彪取得联系。按黄克诚的设想，部队应马上休整，补充枪支弹药、棉衣棉裤。谁知到这边一看，并非中央于9月15日转发曾克林的报告中所说的，情况比预想的要糟得多。11月26日，他给毛主席发去一封电报，讲了“七无”等情况，即无党(组织)、无群众(支持)、无政权、无粮食、无经费、无医药、无衣服鞋袜等。锦州、山海关以西地区土匪极多，战场极坏。黄克诚所讲的是当时进入辽西地区部队的基本情况，山东一师也是如此。
为了执行东北局的作战命令，黄克诚仍与副师长兼参谋长洪学智一道，带领各旅干部去看地形。恰巧李天佑奉林彪之命来联系。这时，黄克诚才得知，林彪的司令部离自己的驻地大约只有二三十华里。黄克诚立即同李天佑去见林彪，向林彪陈述了自己的建议。他说，“策疲乏之兵，当新羁之马”，是不可取的。当前最重要的是建立后方，站稳脚跟。林彪当即采纳了他的意见。
撤退之前，林彪以陆续集结于锦州西南大小虹螺山地区的山东一师和新四军三师一部，于27日突然向高桥附近的国民党军进行侧击，给锦州之敌造成威胁。一师一度攻占了高桥，俘敌30名，缴获重机枪3挺。
此后，山东一师和新四军三师沿北宁路西侧与国民党军并行，继续寻找战机。12月1日，林彪获悉国民党第十三军八十九师进至锦州以北的上下齐台地区，当即集中新四军第七旅、山东一师发动攻击，将第八十九师击溃。此举曾令第十三军连连向杜聿明告急。杜也出了一身冷汗，忙调部队增援。