锦州像是一根扁担，一头担着东北，一头担着华北。拔掉了锦州这个钉子，扁担一折两段，敌军一片慌乱。蒋介石认为，解放军攻锦之后至少要休整1个月，野司首长决定连续作战，“乘胜回头围歼沈阳西援之敌，同时以一部围歼长春可能突围之敌”。
此时，久困于长春的敌军出现变化。10月15日，蒋介石飞抵沈阳。当日，二局侦获沈阳的东北“剿总”致驻守长春的“剿总”副司令郑洞国的电报，电报是用东北“剿总”与驻守长春的第一兵团的一个专用密码发的。据当时破译这份密码的孙世聪回忆：“由于这个密码是刚刚突破的，我们尚不能译出这份电报的全文，但从片言只字中知道这是一份命令长春守敌撤退的电报。曹局长得知这一情况后立即来到现场，和我们一起逐字逐码地进行破译研究，当电文中出现‘立即向沈阳转进……违者军法从处……中正手谕’这样一些段落后，曹详仁顾不上吃晚饭，拿上这份电报，坐上通信员开的摩托车，赶到牤牛屯向首长报告。”东野首长当即下令位于彰武地区的第6纵队，以急行军速度，日夜兼程开赴沈阳——长春之间的昌图地区，阻击并聚歼长春南撤之敌。
在我军的军事压力和政治攻势之下，10月17日曾泽生的60军起义，19日郑洞国和新7军放下武器，长春宣告和平解放。10月18日，位于后方的东北军区第一副政委高岗和东北军区副参谋长伍修权及时建议，应抓住时机，迅速解放东北全境。在此形势下，经请示毛主席同意，林、罗、刘命令，东野主力立即回头，歼灭在辽西平原的廖耀湘兵团。
野司首长要二局查明廖耀湘的指挥意图。曹祥仁感到压力很大。我军攻克锦州后，廖耀湘率领援锦的西进兵团，正在辽西的彰武、新立屯一带，而这几天廖兵团的无线电几乎是完全静默，侦察台无报可抄。但曹祥仁凭着多年的战场经验，经过分析、思考，向林彪、刘亚楼报告：“大兵团作战离不开无线电联络，没有无线电联络就可以判断，廖兵团肯定是在原地按兵不动，犹豫不前。”后来披露的文献表明这一判断是正确的。蒋介石其时要求廖耀湘继续西进，收复锦州；卫立煌要廖退回沈阳；廖自己则想向营口转移，从海上撤离东北。三级指挥意见各异，廖耀湘举棋不定，痛苦难言。一向对二局极其信任的林、罗、刘首长，接受了二局的判断，于10月20日定下了在野外围歼廖兵团的作战计划。
锦州战役后仅仅休整了三天，东野10个纵队和数个独立师就迅速集结，从四面八方向廖耀湘逼进。10月22日，黑山阻击战打响，堵住廖耀湘向南退却之路。10月23日，各纵队大体完成对廖兵团的合围。东野首长下达命令：敌正向南总退却，我军要“乘敌撤退之中，与敌决一死战”，务求“歼灭全部敌人”。
要在野战中歼灭敌人10万精锐部队，在我军以往的历史上还从未有过。大平原上廖兵团如何行动，二局严密布控。廖部两广籍的官兵很多，战事紧急时常使用广东话通联。为适应此情，二局早已训练了一批能听懂广东话的侦听员。当廖兵团在黑山遭到我10纵顽强阻击，面对我大军包围之时，廖耀湘再也沉不住气了，情急之下操着广东话通过无线报话机命令所部：“向东突围，如不成，转向东南”。二局当班侦听的二股股长黄振堂就是广东人，把廖的命令听得真真切切。事关重大，曹祥仁立即找到黄振堂，放出狠话，“这件事太重大，报错了可是要杀头的。”黄振堂答：“杀不杀头也就是这么回事。”一问一答，寥寥两句，凸显技侦工作的压力。
这一时期敌人主要使用话报，所以二局情报的时效特别快。林彪抓住廖兵团动摇的大好战机，在10月25日打响围歼廖兵团的战斗，26日，双方在野外展开大混战，二局侦悉廖耀湘的兵团司令部已撤到胡家窝棚，总部即令各部迅速向胡家窝棚进击歼敌。当晚三纵发起攻击，敲掉了廖兵团的指挥部。由于去营口的路被我军阻断，26日下午廖耀湘下达向沈阳撤退的命令，又被二局截获。27日，大混战继续，我军各部对敌实施迅速的包围、穿插、分割。在我军机动、勇猛的打击之下，廖兵团溃不成军，5个军12个师全部在野外被歼。廖耀湘化装潜逃，11月6日在黑山以西被我军俘虏。
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