林总司令召集洪学智和黄克诚开会，商量整治东北铁路无组织的对策，洪学智提议用铁腕政策统一管理，林总司令就把这个任务交给他全权处理，还口述了一道命令，任命洪学智为铁路司令，对新立屯至承德的铁路实行统一管理，凡是不听从指挥的人员就地枪决。

洪学智乘坐火车亲自到铁路沿线的每个车站，刘双河把林总司令的命令张贴在最显眼的的地方，马副营长马亮拒不上交车皮，还把命令撕得粉碎，他只服从团长牛大伟指挥，洪学智立刻派人把牛团长叫来，牛大伟一眼就认出洪学智，当年长征的时候，洪学智坚持把他们抬下雪山，牛大伟才幸存活下来，他赶忙把洪学智请到车皮上临时建的指挥部，还把缴获来的牛肉罐头给洪学智品尝，牛大伟苦苦求情，想留下车皮运送物资，洪学智向他讲明利害关系，可牛大伟却提出只要黄永胜交出收缴的车皮，他就自愿交上去，洪学智立刻打电话给黄永胜，黄永胜满口答应全部上交，牛大伟也只好照办。

就在这时，洪学智接到教育长何长工的电报，得知他正带两万多名干部从延安赶往东北，因为没有车皮被困在义县，国民党部队正步步紧逼义县，洪学智当即下令让牛大伟派两列车皮去义县拉人。仅仅用了一周多得时间，洪学智就使东北铁路全线畅通，“铁路司令”的名声从此传开了。在四平保卫战中，虽然给了敌人重大杀伤，但是洪学智他们也付出了巨大伤亡，洪学智来到陈四妹部队坚守的阵地，刘双河没有找到陈四妹的尸体，只找到洪学智签字的那件军大衣，大衣被子弹打得破烂不堪，洪学智为自己的部下和战友的牺牲悲痛万分，四平保卫战历时三十多天，重创了敌人的精锐部队，遏制了敌人的进攻势头，但终因在军事对比上敌强我弱，洪学智率主力部队撤出四平。

在四平战役后的1946年7月，洪学智就任黑龙江军区总司令，领导剿匪斗争取得了胜利，巩固了北满根据地。1947年1月，洪学智担任东北民主联军第六纵队总司令，2月26日，六纵参加了三下江南的作战，在洪学智的指挥下强攻德惠城，战士们四面攻城，炮兵轰击敌人营地，坦克部队配合步兵攻城，先后有七个营的兵力进入德惠城内，战斗持续了三四天，异常激烈，由于杜聿明急派敌人新一军一部和七十一军一部增援德惠，东总果断下命令，六纵撤出德惠战场，杜聿明扑了个空，林彪司令员命令洪学智打下拉吉线，助手拉吉线的事号称天下第一军的38军和几个保安团，兵力达一万五千人，洪学智召开紧急会议，商量了周密的作战计划。仅仅一个小时时间，洪学智的六纵就攻下天岗和沿线的几个据点，张洁之的112团被孤立在老爷岭，他们团在滇缅对日作战屡立战功，张洁之誓死坚守老爷岭。

洪学智仔细勘察了老爷岭的地形，发现这里易守难攻，工事兼顾，洪学智当即决定让部队佯攻，把112团引出工事作战，还派兵在撤往吉林的必经之路上埋伏，谨防112团撤到吉林。当天夜里，洪学智下令对老爷岭发功猛攻，很快摸清了敌人的火力点，杜聿明立刻命令张洁之全线撤退。林彪致电洪学智，询问攻下老爷岭需要多久，洪学智承诺只要七天时间，没想到林彪竟然下令撤出老爷岭，洪学智向林彪汇报了112团撤退的消息，他决定对敌人围追堵截。

张洁之率队进入洪学智设置的包围圈，他们被打得措手不及，伤亡惨重，张洁之率队拼命还击，可还是全军覆没，洪学智派吴老枪带着112团副团长找到张洁之的遗体，并定制了棺材，人送回他家。张洁之被来时抗日将领，却和蒋介石一起走上了与人民为敌的道路，洪学智念起抗日有功，才特例将他送走安葬，