一九四八年九月六日，东野总部下达命令：十日晚开始运输。东北铁道部迅速调集车辆。九日，集中车辆达一千二百二十四辆，其中棚车六百八十四辆，敞车、平车五百四十辆。九日晚，以梅河口为主，以朝阳镇、四平、吉林、西安为辅的编组站，也编好列车；部队上车站为东丰、大兴镇、西安，下车站为新立屯、新邱、西阜新，同时做好了一切准备。
十日晚，这次大规模军运开始，军列按计划正点发车。
当前行列车已驶进四平站时，突然接到东野总部急电，命令连夜将已经发出的两个军列，立即返回原地下车待命。同时，将已经停运的混合列车又恢复运行。这是东野总部为了迷惑敌人，防止暴露目标而采取的紧急措施。十二日夜晚，军运列车又按计划开始运行。
这次运输中，西线郑家屯、彰武、西阜新，东线梅河口、四平站是关键地区，敌人的飞机不但白天来，夜间有时也来，四平最多一天达七十二架次。这两个站和沿线的运输一线员工，为了保证军列不被敌机发现，夜间都是采取无灯火作业。扳道员扳完道，为了确认道岔是否密贴，还要依次用手去摸，以保证军用列车及时安全地、源源不断地开往前线。
军运开始后不久，辽西大雨连绵，西辽河大水猛涨，水位比最高的一九四六年还超出一米多。钱家店区段的线路被水淹没，水势凶猛，线路状态不明，不知路基是否冲断。在这关键时刻，通辽工务段段长乔子龙，以大无畏的精神，用手拄着木棍，趟着大水，顶着激流，在前边一步一步地探查线路，慢慢地引导机车把军列安全送过被淹区段。在这样恶劣的自然条件和复杂的战争环境下，长距离、短时间、大规模地运送兵员和装备，没有发生什么事故，这在现在看也是难得的。
严守秘密，在这次军运中做得也很成功。运送部队的列车全用棚车。列车出发前，车门加锁，贴上封条。列车运行时，看不到部队人影，听不到部队声音。就连铁路员工也不知道运送的是什么。因此，在义县解放后，敌军俘虏说，你们攻打义县时，我们都不知道贵军是从哪上来的。
九月十二日至二十一日，按计划完成了三纵、二纵五师、炮纵等主力部队到达西阜新的军运任务。由于各路局员工的努力和军队的配合，运输速度比预想的还快：四平、西阜新间，最快的只用十四小时四十六分钟，最慢的十九小时四十七分。前三天全是重车单程运行，到第四天，空车开始回返，白天，没有敌机袭扰时，放行空车，减少会车，使运行时间大大缩短。在九天之内，共运送了六十四个军列，把近十万大军安全、迅速、及时地送上了辽西前线，胜利完成了我军大兵团调动的运输任务。九月二十八日，东北铁道部接到东野总部的电报，表扬铁路员工在困难的条件下，顺利地完成了军运任务。
九月十二日，辽沈战役打响后，我军以突然行动攻占昌黎及其以西地区，同时包围了兴城、沙后所、绥中之敌，切断了锦州、唐山间的联系，断绝了华北敌人增援东北的陆上通路，形成了“关门打狗”的形势。
九月二十二日，敌人发觉了我军行动意图，派出大批飞机对我方铁路狂轰滥炸，频繁袭扰。
这时，我运输大兵团的空车还没返回，而西线的作战物资、民工列车，东线的炮兵纵队、后勤部队列车共六十九列又从哈尔滨、齐齐哈尔、吉林方面接连发出，密集运行到郑家屯一带。同时，按运送上级机关列车办理的野战军司令部、政治部及坦克团、工农学校等军列也相继到达，挤在一起，造成堵塞。由于敌机轰炸，白天空车不能运行，夜间重车又不能按时发出，途中运行时间随之加长。二十九日敌机袭扰更甚，彰武、通辽、新立屯、苍土、西阜新等站先后遭受不同程度的破坏，通信、给水中断，情况非常紧迫。
东北铁道部针对上述情况，采取了紧急措施：一是迅速组织抢修，白天敌人轰炸，晚间保证通车，各个部门保证时间，不得贻误；二是组织特别运输机车大队，由昂昂溪、北安，把军列一直送到郑家屯前线；三是组织“片面运输”，当时人们叫“赶羊式”运输，即向着一个方向连续发车。执行这三条措施效果很好，很快疏通了堵塞，扭转了被动局面。