1945年8 月，鲁中军区主力改编为山东军区第三、第四师和警备第一、第二、第三、第四旅。1945年11月、12月间，鲁中军区政治委员罗舜初，奉命率领山东解放军第三师，山东军区警备第三旅共9000余人，先后进至辽宁沈阳、鞍山地区。
  而在此之前，即在8 、9 月间，李运昌率领的冀热辽军区的1.3 万多人的部队，已分东、中、西三路向热河、辽宁、吉林等省，率先进军。其中由冀热辽军区第十六军分区司令员曾克林、政治委员唐凯率领的十六军分区部队为东路纵队（又称挺进东北的前梯队），经山海关向锦州、沈阳方向前进，并于9 月先期到达了辽宁沈阳、本溪地区。部队一面接管工厂、矿山、受降、剿匪，安定社会秩序；一面收编各股抗日武装和踊跃参军的工人和学生。从而使得这支部队得到迅速发展，由出关时的两个多团，扩编为拥有第二十一、第二十三、第二十四旅的一支主力部队。
  1946年1 月，根据中共中央东北局的决定，山东军区解放军第三师、山东军区警备第三旅与冀热辽十六军分区辖之第二十一、第二十三旅，在辽宁本溪合编为东北民主联军第三纵队。第三纵队部由东北民主联军辽东（南满）
  军区领导机构兼任。程世清任纵队司令员，罗舜初任政治委员，曾克林任副司令员，唐凯任副政治委员。下辖第七旅（由原山东解放军第三师改编），旅长曾国华，政治委员李伯秋；第八旅（由原第十六军分区第二十一旅改编），旅长左叶，政治委员刘光涛；第九旅（由山东军区警备第三旅与第十六军分区第二十三旅改编），旅长宁贤文，政治委员谭开云。全纵队共2.6 万余人。
  7 月，东北民主联军的旅改称师。三纵第七、第八、第九旅，分别改称为第七师、第八师和第九师。1946年11月，纵队部与辽东军区领导机构分开后，曾克林任第三纵队司令员，罗舜初任政治委员，解方任副司令员兼参谋长，唐凯任副政治委员兼政治部主任。
  三纵成立后，先后参加了辽阳保卫战、本溪保卫战、四平保卫战、西丰
  战斗、通化保卫战等战役。其中西丰战斗，是三纵成立以来第一次规模较大的攻坚作战，不仅收复了西丰和附近的煤矿区，还毙伤俘敌1300余入。因而受到了“东总”的专电嘉奖。三纵通过这一系列实战的锻炼和考验，很快成为了东北民主联军的主力部队。若论资历，比起以红军老底子建立起的一纵、二纵、六纵来说，三纵的历史较短。可是话又说回来，如果一支历史并不久远的部队，其战斗力能够与老部队比肩相称的话，那么它成长进步的速度，岂不更为可观！
  1946年12月至1947年4 月初，国民党先后集中了五至七个师的兵力，向我南满根据地临江地区发动了四次进攻，企图占领我南满根据地后，再全力进攻我北满根据地。为粉碎敌人“先南后北”的阴谋，三纵与四纵及南满地方部队密切配合，通过运动战大量歼敌，胜利地粉碎了国民党军的四次进犯，这便是东北解放战争历史上有名的“四保临江”作战。
  1946年底至1947年初，是南满部队最困难的时期。在国民党军强大主力的进逼下，我南满根据地只剩下长白、抚松、蒙江几县之狭小地区。嚣张的敌人企图将我三纵、四纵等主力，一举消灭在长白山区。
  1946年12月17日，郑洞国纠集了五个师的兵力，一犯临江。南满军区司令员萧劲光为了减轻根据地的压力，命令四纵主力第十、第十一师跳出敌人的包围圈，杀向敌后。三纵全部加上四纵第十二师及军区地方部队则坚持内线作战。
  时值滴水成冰的隆冬季节，长白山区的气温已达零下三四十度。三纵的指战员们不少人还没有棉衣棉裤和棉鞋，只好将草绑在身上御寒。三纵的老人们都说，那会儿在黑土地上最苦的要算南满了，南满部队中最苦的又属三纵。四纵当时在敌后打游击，多少能活动活动身子骨；而三纵的部队则在寒冬中露宿山头。为防止战士都冻伤，班长每隔10分8 分钟就得喊上一阵：起来，都起来！跺跺脚，搓搓手。吕效荣老人说，他那个连有个新兵，站岗时睡着了，结果冻死了。在山下做好的窝窝头送上来后已冻成了冰砣砣，战士们不得不用枪托砸碎，才能吃进嘴里。
  让严寒冻坏了的三纵部队，就盼着能早点打仗。枪一响，冷、饿、困就都顾不上了。可没承想，真的一打起来，枪栓冻得都拉不开了。等好不容易拉开枪栓，却又打不响，原来撞针也因热涨冷缩给冻得不够长了。战士们也真能想辙，冲着枪机上撒泡尿，趁着热乎劲儿赶快打，不然结了冰就更没法打了。
  三纵部队就是在这样艰苦的条件下进行的一保临江作战，严寒没有冻垮三纵指战员，反而将他们的意志磨炼得比钢还硬。在历时19天的一保临江战役中，三纵大小战斗打了43次，战胜了优势之敌，取得了歼敌1700余名的战绩。
  1947年1 月底，敌人又纠集了四个师的兵力，在赵公武的率领下二犯临江。为再次打退敌军的进攻，军区萧劲光司令员、萧华副政委亲临三纵指挥作战。不久，号称“常胜军”的敌五十二军第一九五师，孤军深入到高丽城子地区。萧劲光决定抓住此敌侧后暴露，而位于其南面的新编第二十二师即使增援，也尚需三五天才能赶到的有利时机，集中三纵全部主力一举将其歼灭。
  2 月5 日拂晓，战斗打响。经过一天的激战，三纵将敌第一九五师包围在高丽城子地区。晚10时，被困之敌拼命冲出重围，企图逃回通化城。但很
  快被三纵追上，又吃掉了2000余人。
  随后，三纵乘胜连续作战。七师和九师挥师三源浦，直指前来增援敌军第二○七师第三团及保安团一部，并采取大胆迂回穿插，将该敌包围在三源浦。2 月8 日，担任主攻的七师部队向敌阵地发起了勇猛冲锋，歼灭该敌近2000人。
  在二保临江战役中，三纵连续作战九昼夜，在四纵的阻援配合下，取得了歼敌近4 万人的辉煌战绩。
  1947年2 月17日，东北“剿总”司令杜聿明亲自出马，指挥五个师的兵力三犯临江。三纵在外线部队四纵的密切配合下，经过37天的战斗，歼敌近万人，并且收复了柳河、辉南等县城，扩大了南满根据地。
  三、四月间，大地回春，南满最艰苦的冬季终于过去了。杜聿明趁因松花江即将解冻，我北满部队被迫撤回江北之机，又拼凑了七个师的兵力，四犯临江。此次敌军出动兵力之多，也是前所未有的。陈云和萧劲光号召南满部队要不怕牺牲，敢啃硬骨头，彻底粉碎敌人对南满根据地的进攻，从根本上转变战争形势。并且提出了积极争取主动，努力造成敌人的弱点，积极捕捉一切有利的战机，集中优势兵力各个歼灭敌人的作战方针，同时决定由三纵司令员曾克林和四纵副司令员韩先楚，担任前线正副指挥，组织部队粉碎敌人的大规模进攻。
  在敌人此次进攻中，担当主攻的是刚由热河调来的第八十九师。该敌自解放战争以来尚未吃过败仗，又仗着装备精良，气焰十分嚣张。于是，萧劲光司令员决定集中三纵第七、第八师和四纵第十师，首先吃掉该敌，振我士气，灭敌威风。具体部署为：三纵七师以一部迂回敌后，断敌退路；三纵八师和七师主力以及四纵十师，三面围敌并担任主攻；三纵九师负责阻击敌新编第二十二师的增援，保证正面作战。
  4 月3 日凌晨，我军各参战部队已全部悄悄占领预定位置，三面包围了敌人。6 时，我军开始发起进攻。震天动地的炮声此起彼伏，炮弹暴雨般地倾泻到敌群中，刚刚集合好队伍正准备出发的敌军队伍，立时被打得溃不成军。战士们踏着没膝的积雪向敌人奋勇冲击，“缴枪不杀”的呼喊声响彻山谷。我军在以油家街为中心方圆60里的地域内，展开了纵深穿插，大胆分割和迂回包抄的围歼战。不支的敌人纷纷向兰山方向溃逃。然而担任战役迂回的三纵七师十九团，早以迅猛的动作插向敌后，占领了兰山主峰，截断了敌军的退路。该团九连一面战斗，一面开展政治攻势。面临绝境的敌人在我优待俘虏政策的感召下，纷纷放下了武器，从被困的各山沟里走了出来，边走还边互相召唤着“到三浦去集合！”“在三浦开饭啊！”于是，九连一个连就俘虏敌团长以下3000余人。并缴获各种炮50余门，枪支更是无数，战后被记予特等功。
  战斗至当日下午4 时结束。我军以1 ：25的极小伤亡代价，全歼敌十三军第八十九师与第五十四师第一六二团。计毙敌660 余人，俘虏敌八十九师代师长张校堂以下7800余人，缴获各种炮96门，轻重机枪263 挺，各种枪3000余支，军马613 匹，电台10部。第八十九师的全军覆没，极大地震动了敌军士气，四犯临江之敌纷纷仓皇退去。四保临江的胜利，彻底粉碎了东北“剿总”先南后北“的企图，为东北我军转入战略反攻创造了条件。此后，南满我军便转入了战略反攻。
  新华社播发的军事观察家评论中指出：“此次南满民主联军在柳河南战
  役中，在十小时内歼灭美械嫡系一个师和一个团，并击溃一个师，粉碎了蒋介石、杜聿明第四次进攻，创造了我东北解放区军民爱国自卫战争的光辉战例“。