1949年12月6日至1950年2月中旬，毛泽东出访苏联。
毛泽东在苏联期间，不断地与林彪电报联系。他指示林彪，解决海南岛问题，要15兵团邓赖洪指挥，琼崖纵队冯白驹配合。邓赖洪即15兵团主要领导人邓华、赖传珠、洪学智。
琼崖纵队是海南岛有20多年武装斗争历史的共产党部队，并建立了五指山根据地，纵队有1．5万人。冯白驹是琼崖纵队的司令员兼政委。有琼崖纵队作内应，是海南岛作战的最有利条件。
2月1日，华南分局书记、广东军区司令员兼政委叶剑英主持召开了海南岛作战的广州会议，15兵团、第40、43军和琼崖纵队的指挥员参加了会议，确定了“积极偷渡，分批小渡最后登陆相结合”的战役指导方针，得到毛泽东的赞同。
15兵团作了周密的战役准备，广东各级政府和军师两级参战部队共同组织了“船工、船只收管委员会”。先后征集了4000名船工和2100多艘船只，保证一次运载10万以上部队登陆。又将部分木帆船改装成“火力船”，为木帆船安装上汽车发动机，把步兵小炮及高射机枪固定在船上，经过多次试航、试射，造出了“土炮艇”，组成了一支“土舰队”。参战部队经过3个月海上训练，指战员学会了划桨、摇橹、拉帆、掌舵和识别风向、潮汐，掌握了海上作战的多种战术，又培训了600余名水手。
3月5日19时，15兵团副司令兼第40军军长韩先楚，精心挑选出800个壮士组成渡海先遣营，配备了电台和两门迫击炮，分乘13只木帆船起航，顺风顺流，向预定的登陆点海南岛西北白马井地区破浪前进。
先遣营在苟在松的率领下穿过海峡时，风突然停了，木船只能靠划桨、摇橹航行，行驶很慢，不可能按原计划在天亮前登陆。苟在松遇变不惊，当即命令各船准备战斗。天亮后，苟在松发现有同方向行驶的几十艘国民党军帆船，当即下令各船伪装成民船，尾随国民党船队行进。当遇到国民党巡逻飞机盘旋时，就摹仿前面船队的做法，使巡逻飞机没法分辨。至中午1时，先遣营船队驶近白马井地区预定登陆点，被国民党军察觉。受到国民党两艘军舰、4架飞机的火力拦截和岸上国民党军队的猛烈射击。在国民党军立体攻击下，先遣营一面奋力划船靠岸，一面在船上以火力还击。预先秘密运动到白马井地区的琼崖纵队一总队第8、9团，从背后向国民党守军发起攻击，将敌人击退，先遣营登陆成功，并进入琼崖纵队根据地休整。
3月10日下午1时，第43军的一个加强营从湛江市郊洲岛起渡，战胜了途中的暴风雨，顺利地在琼东北赤水港一带登陆。
3月26日下午7时，第40军一个加强团3000余人，分乘81只木船在琼崖纵队副司令马白山率领下，从灯楼角起渡。31日晚10时，第43军的加强团3700多人，在师长王东保率领下，分乘88只木船，从雷州半岛东南端博赊港起渡。这两个加强团船只众多，目标大，在航行途中被敌人发现，先后遭到国民党飞机、军舰的猛烈攻击，加强团的“土炮艇”奋起应战护航。第40军加强团因遇海上浓雾偏离了预定登陆地点，在国民党守军正面防御较强的地段登陆。加强团抱着“强敌面前勇者胜”的信念，实行强攻抢滩登陆，摧毁了守军前沿碉堡群而上岸，与琼崖纵队接应部队会合。
一个月内，渡海兵团两批4支先遣偷渡部队相继登陆成功后，15兵团便决定以主力实施大规模的强渡海峡登陆。以第40军主力和第43军一部为第一梯队，以第43军主力为第二梯队。4月16日，第一梯队5万余人分乘350只木帆船起渡，分东路、西路编队，浩浩荡荡向海南岛进发。刚离岸8海里，便遭到国民党军的巡逻飞机的轰炸和扫射。渡海将士毫无惧色，用机枪、步枪向俯冲扫射的飞机射击。下半夜，船队遭国民党军舰的攻击。“土炮艇”迅速开足马力迂回到国民党军舰侧后，对准敌舰艇指挥塔、轮机舱、炮塔等要害部位猛烈射击，打得敌舰上的官兵不知所措，经过彻夜激战，渡海第一梯队接近海南岛，不顾守敌的疯狂射击，冲向海岸。船队距岸边60米处，先头船的将士们纷纷跳入齐胸深的海水，向陆地冲去，琼崖纵队又来策应。17日6时，第一梯队全部在临高角至花港一带登陆，并直扑敌军沿岸据点。第40军连续攻克9个地堡群，抢占了临高山，包围了临高县城，主力向纵深推进。第40军118师歼灭了美台地区的敌守军；119师奔袭加来敌64军军部，占领了加来。第43军128师主力抢占了才芳岭、桥头等敌据点，包围了花场港。
敌军主将薛岳不敢怠慢，调集4个团的兵力开赴福山，阻止解放军。解放军127师先遣团向福山出击，协同128师主力将福山守敌击溃，占领了福山。19日下午，解放军突破了薛岳所谓的“伯陵防线”。
20日清晨，解放军128师在澄迈县城以北的黄竹、美亭地区，将敌252师师部和两个团包围。薛岳命62军和暂编13师，教导师及252师的另一个团，对解放军128师反包围，薛岳得意地说：
“螳螂捕蝉，岂知黄雀在后呵！据我所知共军已没有后续船队渡海，已登陆的共军即将被我全歼。”
他忘乎所以地向蒋介石报告：“已包围登陆共军”。并在海口市中心部署召开“祝贺大会”会场。
身经百战、足智多谋的解放军第15兵团司令邓华决定将计就计，来一个更大的包围，布下了包围圈层层相套的琼北围歼战。他命第43军128师坚守阵地，顶住数倍敌军的围攻。又命第40军主力急速从琼西北东进，将包围128师的敌军大包围，琼崖纵队协同第40军作战。
解放军128师迅速调整部署，用少数兵力抗击外线围攻，集中主力于内线歼灭被包围的敌252师。第40军又将围攻128师的敌军包围起来，形成了内外夹击的态势。战场上出现了包围与反包围、内线与外线的犬牙交错的复杂局面。双方都不敢炮战，在许多地方短兵相接进行肉搏战。解放军越战越勇，22日上午，解放军和琼崖纵队向敌军发起猛烈攻击。
薛岳这才知道解放军四野的大部队来了，他想起蒋介石叮嘱他的不要将兵力都拿去拼了，因担心主力被全歼，急忙命令部队撤退。
这次围歼战，解放军全歼薛岳的252师，重创其62军等部。薛岳的环岛防御体系的核心阵地——琼北守备区土崩瓦解。23日早晨，解放军进攻海口市，并占领了海口。
薛岳见大势已去，下令全线撤退。他急电台湾火速派军舰来琼南榆林港和八所港，接运部队撤往台湾。薛岳同陈济棠等军政要员，登上飞机，逃往台湾。敌军撤退途中大肆破坏道路、桥梁。7万名敌军丢弃重型装备，在榆林等港乘船撤往台湾。
整个海南岛战役，解放军伤亡、失踪4500余人，击毙敌军6000余人，俘虏2．6万余人。
毛泽东在1949年7月10日写信给周恩来：“我们必须准备进攻台湾的条件，除陆军外，主要靠内应及空军，二者有一，即可成功，二者俱全，则把握更大。我空军要压倒敌人空军，短期内（例如一年）是不可能的，但似可考虑选派三四百人去远方学习6个月至8个月，同时购买飞机100架左右，连同现有的空军，组成一支攻击部队。”
中央军委已在3月30日成立了航空局。早在日本投降后中央军委就在东北筹建空军，在通化办了航校。教员是留用关东军的日伪人员，也有国民党起义人员。限于条件，空军建设极为困难。
周恩来见到毛泽东的信，立即行动，于第二天召见了正在北京的第四野战军第14兵团司令员刘亚楼，说了组建空军的设想，并责成刘亚楼提出空军主要领导干部人选名单及空军领导机关组成的建议。刘亚楼提议，空军领导机关由四野的14兵团机关再加航空局所辖人员组成，很快得到了中央批准。
是时，刘少奇正在秘密地访问苏联。他根据毛泽东的要求，向斯大林提出中国空军建设问题，希望购买200架左右的战斗机并请代训飞行员。斯大林完全同意，说航校不必设在苏联，可由苏联派人到中国帮助开办。他还说，中国现在建立空军已经晚了，如早一年，空军便可参加解放中国南部的战役。
斯大林同意帮助中国建立空军的消息传来，中央军委马上要求预定担任空军司令员的刘亚楼迅速组织人员研究空军建设规模问题，他们提出一个比毛泽东原设想更大的建设规划，准备通过向苏联购买作战飞机和突击培训飞行员，在一年内组建一支拥有300—350架作战飞机的空军部队，要比国民党空军略占优势，以便在渡海作战时能夺取制空权。这个计划得到毛泽东的批准，并同意刘亚楼立即带随员赴苏联商谈空军建设的具体事宜。
12月初，毛泽东又决定组建海军问题，他召见了第四野战军第12兵团司令员肖劲光，肖被内定为海军司令员。毛泽东征求了肖劲光对解决海军装备的意见。肖劲光懂俄语，又在苏联学习过，毛泽东还向他询问了苏联的一些情况。谈话之后，肖劲光便受命组织海军领导机关。
早在4月下旬，华东军区海军宣告成立，由原华中军区副司令员张爱萍任司令员兼政委，在接收国民党起义、投诚舰艇的基础上着手组建工作。蒋介石最害怕中共军队拥有海上作战能力，所以一旦出现蒋军舰艇起义投诚，蒋介石即下令出动空军对其轰炸，具有5270吨位的巡洋舰“重庆”号，是国民党海军最大的舰艇。“重庆”号于2月起义后，立即遭到国民党空军不停的追踪轰炸，负伤后被迫在葫芦岛码头自沉以保全舰体。以后国民党海军有多艘军舰起义，结果也多被炸沉或自沉。
蒋介石向国民党空军提出“攻势防御”的要求，加紧对东南沿海城市、港口和船只的轰炸。由台湾起飞的作战机到舟山群岛定海机场加油后，其航程可达华东乃至武汉。1950年1—2月间，国民党空军对上海及华东沿海港口连续轰炸，以破坏大陆的国民经济恢复，并阻挠解放军三野部队向华东沿海集结船只。2月6日，国民党空军机群分4批轮番轰炸上海发电设施，炸死炸伤上海市民1400多人。使上海电力丧失90％，多数工厂停产瘫痪。
《中苏友好同盟互助条约》签订后，斯大林于1950年2—3月间派出一个空军师到上海、徐州担任内地防空任务。该师装备了米格15和拉12飞机共99架。米格喷气式飞机在上海机场出现，使国民党军十分惊慌，国民党空军连续被击落5架飞机，从此，不敢进入上海地区。
1950年5月，解放军空军在南京组建空军第4混成旅，终于有了一支可以配合陆军作战的空军力量。5月间，可以用于海上作战的华东海军第四舰队也在上海组建，装备了大型坦克登陆舰10艘，中型坦克登陆舰9艘。大批的船只也在浙东、苏南沿海集结。陈毅、粟裕的第三野战军积极准备对舟山群岛的登陆作战。
蒋介石判断解放军将以陆海空三军发起对舟山群岛的攻击。国民党军在舟山的守军有15万，是国民党陆军的1A3，亦是蒋介石的主力部队。蒋介石为保存实力，便于5月11日给在舟山的国防部副参谋长郭寄峤、浙江省政府主席兼舟山群岛防卫部司令官石觉写了亲笔手谕，部署秘密撤退，规定12日晚间开始登舰，并期于15日至迟16日上午，必须全部撤退。
5月13日，舟山撤退秘密开始。守岛国民党军队分批登船，同时把岛上2万多名青年男女强行拉往船上，运往台湾，并炸毁了岛上的重要设施。花费了4000万银元修筑的定海机场，也被彻底炸毁。
5月16日，解放军发现国民党从舟山撤退，立即以3个军的部队渡海，17日占领了舟山本岛。
海南岛解放、舟山群岛占领，毛泽东下一步棋就是进攻台湾岛，台湾顿时进入战时状态。台湾是不是能守住？已经成为台北街头巷尾人们议论纷纷的话题。台湾岛上，沉浸在一片悲观与惶恐的气氛中。《中央日报》的社论大声疾呼：“我们国家实在已到了空前未有的危险时期，每个处在这个孤岛上的人也已没有什么可以撤退和逃避的地方。”蒋经国主持的国民党军政治部，发动各部队歃血连盟，“誓死效忠领袖”，要做到“成功成仁誓为国死”。
台湾岛的面积3．6万平方公里，山脉占去2A3，但可耕地不及1A3，原有人口600万，人民生活粗可温饱。蒋介石一下子带来军民200多万，人口骤增，经济恶化，生产失调，通货膨胀极为严重。根据台湾国民党当局颁布之平均物价指数，1949年是1945年抗战胜利时的7000余倍。好在金库里尚存从大陆劫掠来的几千万两黄金，但也只能稳定一时。
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