天津战役，东北野战军调集了5个纵队22个师，加上特种兵和野司警卫团共34万之众。根据天津守敌“北部兵力强、南部工事强、中部皆平常”的特点，天津前线司令员刘亚楼把作战方案概括为：“东西对进，拦腰斩断，先南后北，先分割后围歼，先吃肉后啃骨头。”
天津虽然城池坚固，但攻城部队拥有雄厚的实力。尤其在城西的和平门方向，东野集中了两个头等主力军——1纵和2纵（38、39军），著名的“攻坚老虎”6纵17师也在城西待命。根据天津前线司令部的作战部署，城西攻城部队由1纵司令员李天佑统一指挥。
这是一次诸兵种协同的现代化攻坚战。当时，虽然指挥员对兵种联合作战还比较生疏，但他们对胜利都充满着信心。
刘亚楼
天津战役的准备工作是非常紧迫的。如果解放天津的时间推迟，一旦冰冻融解，会影响下一步解放北平的作战。因此，东野要求战役准备工作必须十天内完成。
几十万攻城大军顶风冒雪，日以继夜地进行着战前的准备工作。1949年1月初，我军开始了扫清天津外围的战斗，将敌人在城外的据点一个个地拔除。几十万攻城大军直逼天津城下，距离护城河也越来越近了
环绕天津的护城河长45千米，宽10米，深4.5米。河外有多道铁丝网、梅花桩和碉堡群，还埋设有数以万计的地雷；河内侧筑有高5米的土墙，墙上架设有电网，每隔20至30米就有一座碉堡，墙内有便于部队机动的环城公路。敌人非常重视护城河的作用，不仅千方百计增加河水深度，还每日派数百人坐卡车到城外，在护城河上打冰以防河水冻结。纵队指挥部高度重视突破护城河。上至纵队和师级指挥员，下至战斗小组长，都反复观察了护城河的地形。李天佑常换成战士的着装，带领师、团长日夜反复观察，以确定总攻时冲击的道路。
李天佑
天津攻坚战最困难的是抢渡护城河。师、团、营干部们经常来到突击队，动员大家想办法克服渡河的困难，提出的口号是：“渡过护城河就是胜利！”战士们创造了许多渡河器材，如苇子桥、汽油桶桥、木板桥、船桥、云梯等。有人提出把坦克开到护城河底去，在坦克顶上搭门板桥或芦苇桥。用坦克架桥倒是十分迅捷，但是对坦克兵具有风险性，要是爬不出来就会淹死。因此，1纵党委的成员们犹豫不决。坦克分队的战士们知道后，纷纷赶到军指挥部里请战：“我们是共产党员，不怕流血牺牲！”“一个人牺牲，几万个战友冲过去！”这些视死如归的英雄誓言，真是惊天地泣鬼神。纵队党委最终批准了他们的要求，并且严肃地宣布：“坦克，要开到河底去。人，要活着爬出来！”
1月13日早晨，天津的东、西、南城郊几乎是一夜之间，到处竖起了绑着小草的粗壮的炮身，好象旷野中突然长出了茂密的森林。当天，炮兵的远射程重炮开始了试射，对敌前沿碉堡实施破坏射击。李天佑从望远镜中清楚地看到，敌人的钢筋水泥碉堡被掀上了天空，铁丝网、鹿砦夹杂着尘土满天飞舞。
总攻的时间定在1月14日。
当天清晨，战场上空浓雾弥漫，茫茫一片。9时，当浓雾被升起的朝阳驱散时，炮7团第2营的重迫击炮开始试射。9时20分，参战的炮兵全线实施破坏性射击。霎时间，成千发的炮弹呼啸着向敌阵飞去。战场上烟柱四起，硝烟弥漫。炮兵采用攻克锦州的成功经验——先以不带引信的2发炮弹摧毁敌碉堡，再用l发带引信的炮弹杀伤碉堡内外之敌。11时30分，全线炮兵实施压制性射击。数百门大炮同时怒吼，炮声似滚滚雷霆，猛烈的爆炸声震撼着大地。敌军的阵地上火光冲天，地雷一连串地爆炸，鹿砦、铁丝网飞上天空，碉堡、暗堡纷纷倒塌。敌“固若金汤”的城防工事在炮火下土崩瓦解。守军的炮兵被压制得无法还击。两架敌机也被一阵高射炮火打了下去。
纵队几辆坦克从阵地纵深开向前沿，直抵护城河边，掩护架桥队在河面上作业。令架桥队员们惊喜的是：连日的严寒使河面结了一层厚冰。人完全可以从冰上涉过。不仅苇子桥、木船等派不上用场，连坦克沉在河中心也不必要了。
在隆隆的炮声中，突击部队隐蔽地进入了冲锋出发地。原定计划炮火轰击40分钟后，部队在12时全线发起攻击。但离12时还差10分钟时，2纵突击队为了便于迅速突击，将敌人地雷区插上红旗为标志。1纵第2师两个尖刀连的战士望见红旗，误以为兄弟部队已经开始了突击，便不甘落后地跳出战壕大喊“冲呀！”，穿过护城河的冰层奔向突破口。第1师看到左侧的第2师冲击了，前沿部队也争先恐后地向前冲去。
指挥所里的李天佑十分恼火。尖刀连擅自提前发起冲锋，打乱了原定的全线突击时间表，也打乱了步炮协同作战的计划。但他明白要阻止已经来不及了。从望远镜里可以看到，第2师的部队正在往炮烟里冲，第1师的部队也开始动作了。此时炮弹在头顶呼啸，爆炸声震耳欲聋。李天佑一面叫贺东生查清情况，一面向炮兵下达命令：“各炮群停止轰击突破口，马上向纵深延伸射击！”
第2师的“红3连”率先冲上天津城垣。当贺东生查清情况时，尖刀连的红旗已经在城墙上高高飘扬。后续的战士们正像无数箭头涌向突破口。贺东生兴奋地向李天佑报告说：尖刀连已经把红旗插到城关上了。但李天佑仍把他怒斥了一顿：“你们干得多险！这是不是单枪匹马的战斗？”“联合兵种作战，不遵守时间是不行的！”
当第1师尖刀连将红旗插上城头时，第2师的突击部队也奋勇向城垣冲击。很快，第1师师长江拥辉向李天佑报告：该师经过苦战也打开了突破口，尖刀连已把红旗高高地插上了城头！
全线突破和平门！
1月14日总攻打响后，1纵尖刀连的提前动作牵动了全线。为了减轻敌人对友邻部队的压力，2纵完成炮火准备后即发起进攻。首先是强大炮火向敌纵深延伸，随后坦克从后方驶向突破口。炮兵也将小口径炮推到第一线，以直接瞄准的方式抵近射击，掩护爆破组开辟突击的通道。
尽管有炮兵火力的压制，敌残存的火力点仍喷出火舌。架桥队抬着笨重的芦苇桥，冒着敌人火力向护城河奔去（炮火将冰炸开了）。每当前面的架桥队员倒下时，后面的战士毫不犹豫地扑上去。他们以伤亡70多人的代价，终于在护城河上架起了桥梁。尖刀连随即跃出战壕扑向突破口。
1月15日凌晨5点，东西攻城大军在金汤桥上会师。上午8点，攻占敌人核心区耀华中学和最坚强的支撑点海光寺兵营。敌警备司令部的争夺战最为激烈，逐屋争夺，逐墙角争夺，从院内打到屋内，从楼下打到楼上。在地下室，活捉了敌司令陈长捷，还有其他将军以及伪市长杜建时。
战斗仅用29个小时，歼敌13万，缴获大炮1163门，汽车近千辆，其它枪支弹药军用物资无数，击落敌人飞机两架。
西线总攻虽然因为误会提前了十分钟，但是西线总指挥猛将李天佑指挥果敢、改变作战部署迅速、战士奋勇杀敌，也成为多兵种联合作战的成功考验。
天津战役取得胜利的意义更加深远，彻底孤立了北平守敌傅作义，加快了北平和平解放进程。