林總司令召集洪學智和黃克誠開會，商量整治東北鐵路無組織的對策，洪學智提議用鐵腕政策統一管理，林總司令就把這個任務交給他全權處理，還口述了一道命令，任命洪學智為鐵路司令，對新立屯至承德的鐵路實行統一管理，凡是不聽從指揮的人員就地槍決。

洪學智乘坐火車親自到鐵路沿線的每個車站，劉雙河把林總司令的命令張貼在最顯眼的的地方，馬副營長馬亮拒不上交車皮，還把命令撕得粉碎，他只服從團長牛大偉指揮，洪學智立刻派人把牛團長叫來，牛大偉一眼就認出洪學智，當年長征的時候，洪學智堅持把他們抬下雪山，牛大偉才幸存活下來，他趕忙把洪學智請到車皮上臨時建的指揮部，還把繳獲來的牛肉罐頭給洪學智品嘗，牛大偉苦苦求情，想留下車皮運送物資，洪學智向他講明利害關系，可牛大偉卻提出只要黃永勝交出收繳的車皮，他就自愿交上去，洪學智立刻打電話給黃永勝，黃永勝滿口答應全部上交，牛大偉也只好照辦。

就在這時，洪學智接到教育長何長工的電報，得知他正帶兩萬多名干部從延安趕往東北，因為沒有車皮被困在義縣，國民黨部隊正步步緊逼義縣，洪學智當即下令讓牛大偉派兩列車皮去義縣拉人。僅僅用了一周多得時間，洪學智就使東北鐵路全線暢通，“鐵路司令”的名聲從此傳開了。在四平保衛戰中，雖然給了敵人重大殺傷，但是洪學智他們也付出了巨大傷亡，洪學智來到陳四妹部隊堅守的陣地，劉雙河沒有找到陳四妹的尸體，只找到洪學智簽字的那件軍大衣，大衣被子彈打得破爛不堪，洪學智為自己的部下和戰友的犧牲悲痛萬分，四平保衛戰歷時三十多天，重創了敵人的精銳部隊，遏制了敵人的進攻勢頭，但終因在軍事對比上敵強我弱，洪學智率主力部隊撤出四平。

在四平戰役后的1946年7月，洪學智就任黑龍江軍區總司令，領導剿匪斗爭取得了勝利，鞏固了北滿根據地。1947年1月，洪學智擔任東北民主聯軍第六縱隊總司令，2月26日，六縱參加了三下江南的作戰，在洪學智的指揮下強攻德惠城，戰士們四面攻城，炮兵轟擊敵人營地，坦克部隊配合步兵攻城，先后有七個營的兵力進入德惠城內，戰斗持續了三四天，異常激烈，由于杜聿明急派敵人新一軍一部和七十一軍一部增援德惠，東總果斷下命令，六縱撤出德惠戰場，杜聿明撲了個空，林彪司令員命令洪學智打下拉吉線，助手拉吉線的事號稱天下第一軍的38軍和幾個保安團，兵力達一萬五千人，洪學智召開緊急會議，商量了周密的作戰計劃。僅僅一個小時時間，洪學智的六縱就攻下天崗和沿線的幾個據點，張潔之的112團被孤立在老爺嶺，他們團在滇緬對日作戰屢立戰功，張潔之誓死堅守老爺嶺。

洪學智仔細勘察了老爺嶺的地形，發現這里易守難攻，工事兼顧，洪學智當即決定讓部隊佯攻，把112團引出工事作戰，還派兵在撤往吉林的必經之路上埋伏，謹防112團撤到吉林。當天夜里，洪學智下令對老爺嶺發功猛攻，很快摸清了敵人的火力點，杜聿明立刻命令張潔之全線撤退。林彪致電洪學智，詢問攻下老爺嶺需要多久，洪學智承諾只要七天時間，沒想到林彪竟然下令撤出老爺嶺，洪學智向林彪匯報了112團撤退的消息，他決定對敵人圍追堵截。

張潔之率隊進入洪學智設置的包圍圈，他們被打得措手不及，傷亡慘重，張潔之率隊拼命還擊，可還是全軍覆沒，洪學智派吳老槍帶著112團副團長找到張潔之的遺體，并定制了棺材，人送回他家。張潔之被來時抗日將領，卻和蔣介石一起走上了與人民為敵的道路，洪學智念起抗日有功，才特例將他送走安葬，