47年秋，国民党北平行辕所部在晋察冀野战军连续打击下，被迫将其主力7个军32个师(旅)收缩于北平(今北京)、天津、保定三角地带，企图依托交通便利条件，机动作战，确保平、津、保等战略要地。另以第3军驻守石家庄。
9月中旬，东北民主联军发起秋季攻势，华北国民党军先后抽调6个师至北宁线或出关增援。晋察冀军区乘华北国民党军兵力空虚之机，向保定以北地区发动攻势，以一部围攻徐水，主力集结于徐水东北地区，准备歼灭来援之国民党军。
10月11日黄昏发起战役，至12日，第2纵队2个旅、第3纵队一部攻占徐水车站及南、北城关;第3纵队(欠1个团)、第4纵队、独立第7旅等部于徐水城以北烟台、芦草湾、三台镇地区;开辟了打援战场;第2纵队1个团占领徐水城南漕河沿岸，向保定警戒。
14日，国民党军第94军等部共6个团在战车第3团配合下，由高碑店、定兴沿平汉铁路南援;第16军共4个团，由新城、 雄县西援，企图解徐水之围。野战军经4天激战,打退了国民党援军的多次进攻，但因援军队形密集，昼攻夜缩，反击未能得手，形成胶着状态。
17日黄昏，野战军司令部正在调整部署，拟引援军向西寻机歼灭时，得军区急电:驻石家庄的第3军军长罗历戎按保定绥靖公署主任孙连仲命令，率所部主力第 7师和配属之第22师第66团北上保定，企图会同由平、津出援之军夹击人民解放军于保北地区。
据此，晋察冀野战军司令部迅速调整部署，决心在运动中围歼第3军。令第2纵队司令员陈正湘指挥第2纵队第5旅，第3纵队第 7、第8旅和独立第 7旅伪装野战军主力继续围攻徐水城，并抗击国民党援军;令冀中军区独立第8旅和沿线民兵阻扰，尾随国民党军第3军北上，迟滞其前进。
野战军司令部亲率第 4纵队、第2纵队(欠第5旅)、第3纵队第9旅隐蔽转移，一昼夜奔行120公里，于19日晨到达方顺桥以南预定作战地区。
15时，第3军进至清风店附近，第4纵队从东、北两面，第3纵队指挥第6、第9旅从西面，第4旅、独立第8旅从南面立即对其进行合围，并于次日拂晓发起攻击，将第3军压缩至南合营、高家佐、东西同房、西南合狭小地区。
罗历戎判断人民解放军无力同时在保北和保南作战，遂一面顽抗，一面向北平、保定求援。蒋介石令增援徐水之军不惜一切代价南下解第3军之围。
21日，野战军第10旅首歼国民党军第7师第19团主力于南合营，第9旅攻克高家佐歼灭第66团1个加强营，第6旅突破西南合阵地，控制了宽约200米突破口。
22日凌晨，野战军各旅在强大炮火配合下，向西南合第 3军核心阵地发起总攻，战至11时30分，全歼第3军军部、第7师及第66团。