5月17日，敌新六军对我塔子山守军形成东西南三面包围之势。塔子山西距四平城区10公里，位于东北民主联军东西百里阵线的最东端，也是四平以东群山之首。塔子山是个小山头，主峰海拔不足400米，并不险峻，山顶面积不到百平方米，站在塔子山山顶，可俯视四梅铁路和集锡公路，战略位置显得十分重要。
5月18日拂晓，塔子山再次鏖战。国民党新六军又在10余架飞机、大炮和坦克的配合下，从东、南、西三个方面集中全部炮火再次猛轰塔子山阵地。敌军的炮火每分钟30余发炮弹似雨点般落在山头上。山上树木、杂草全部被炸飞了，工事大多被炸塌，东北民主联军官兵也大都负伤……与此同时，敌新六军在廖耀湘的严令下，从东、南、西三个方向拼命向塔子山发起攻击。东北民主联军西满第三师第七旅十九团在遭受重大牺牲的情况下，连续6次打退敌人成营、成团的冲锋，并乘敌炮火延伸之机，以白刃肉搏抗击国民党军一次次的冲锋。
针对如此严峻的战况，林彪电令三纵：“塔子山尽可能再支持一天。”不久，三纵回电：“新六军攻占西丰、平岗后，于晚6时进占哈福站。”林彪厉声重申：“再命塔子山守军，至少明天要顶半天，不惜一切牺牲。”
第二天，国民党军再次发起进攻。敌人的第一轮炮火刚停，便端着汤姆冲锋枪冲向山头，前面的士兵被打倒了，后面的踩着尸体继续冲，冲不上去时，就以尸体掩体实施射击。高地被占领后，国共两军士兵扭打在一起，死后的尸体都无法分开……塔子山阵地上，惨状不堪目睹，整个塔子山被鲜血染上一层红色，树木变成了焦炭。
林彪下令民主联军第十旅火速增援塔子山。但遗憾的是，第十旅未按时赶到塔子山进行增援，塔子山阵地失守。
林彪得知塔子山阵地被蒋军攻克，感到东北民主联军与蒋军在四平的力量悬殊太大，没有条件而且也没有必要再在此继续打下去了，即刻向中共中央、毛泽东报告了四平保卫战的近况，并请示主动退出战役。当夜，东北民主联军四平前线部队奉命主动全线撤退，除保一旅撤向四平路西外，其余各部均沿长春铁路东侧，避开铁路向长春方向转移。
东北民主联军全线主动撤退，结束了长达32天的四平保卫战。国民党军队于19日进占四平，比原定4月2日占领四平，推迟了整整48天。
