5月19日，國民黨軍進入四平，杜聿明認為中共軍隊受到重挫，已無力再戰，遂命令下屬沿長春鐵路分左、中、右三路，迅速向長春攻擊前進。中共中央在林彪率部退出四平后，仍要求他繼續督戰，堅守公主嶺，不成則堅守長春，以盡量保住中共在東北據有之地盤，并據此與國民黨在談判中討價還價。但中共東北前線部隊經多日苦戰，此時已甚為疲憊，倉促退出四平后，在國民黨軍的快速追擊下，隊形散亂，來不及調整部署及防線，部隊士氣亦受到嚴重影響，實際無力達成中共中央所要求之任務。中共在東北的黨政軍負責人林彪、彭真、羅榮桓、陳云、高崗等，此時對于東北的實際情況有更深切之體認，認為東北部隊目前亟須休整，以待再戰，并經過討論后電告中共中央，決定放棄堅守長春的作戰計劃，下令部隊于21日撤離公主嶺，隨后繼續向松花江北撤退。由于中共部隊主動大踏步后撤，國共部隊實際脫離了接觸，國民黨新6軍遂于23日占領長春，28日占領永吉；新1軍于29日占領德惠，進至松花江南岸，與中共部隊隔江對峙。

四平戰役歷時2個月，國民黨出動了在東北的21個師中的10個師，中共則動員了東北主力39個團中的20個團，國共雙方動員的兵力均占其在東北戰場兵員總數的近半，而且精銳盡出，進行大規模、全方位的實力較量。就軍事意義而言，中共因在一段時間里成功地在四平阻擊了國民黨軍北上，從而得以基本奪取北滿，對中共至關重要的東北根據地的建設和鞏固具有重要意義。中共在東北的部隊組建時間不長，但在四平前線仍然表現了高昂的士氣與戰斗力，同時領略了現代作戰方式，在后勤、訓練、動員等方面均有進步，對于其后的發展獲益匪淺。但中共部隊對于陣地戰尚無實際經驗，在防守四平的過程中，戰線過寬，防御縱深過淺，兵力部署不當，兼之裝備欠缺，未能達成戰前堅守四平、阻止國民黨軍北上的預期目的。國民黨軍占領長春，基本完成了其戰前的預定目標，對內對外均可交代。通過四平戰役，國民黨軍表現出在配備了美式裝備并經過美式訓練后，在協同作戰以及陣地戰和進攻戰方面有了一定的提高，因此對蔣介石企圖通過戰爭一舉解決中共問題產生了重要影響。但國民黨軍此次進攻仍以占領城市為主要目標，并采取寬正面推進戰術，雖迫使中共部隊后退，但未達到殲滅中共部隊主力的企圖；國民黨軍的進攻最終停止在松花江南岸，由于江北的廣大地區始終掌握在中共手中，從而為中共部隊的休養生息提供了基地，創造了條件，在不長的時間內中共部隊即恢復了戰斗力；最關鍵的是，國民黨軍的兵力不足與東北的遼闊地域之間的矛盾，對于國民黨維持其在東北的統治幾乎是致命的弱點，國民黨軍兵力始終未達理想數量，最后占領的地區仍然局限于東北部分大中城市的點和主要鐵路的線，用于守備的兵力部署也只能以團，甚至以營為單位，中共部隊仍然可以利用東北的廣大地域自如活動，并一步步消耗國民黨軍的實力，逐步使雙方在東北的攻守易勢成為現實。

四平戰役不僅具有重要的軍事意義，而且具有突出的政治意義。中共當時全力動員，在東北作戰的目的主要還不是為了從根本上推翻國民黨的統治，而是為了迫使國民黨坐下來談判，以實力地位討價還價，解決東北問題，完成政協之后的戰略布局。但國民黨以攻下長春為基本目的，此時無意談和；美國方面在馬歇爾走后無人可作決定，也在觀望。關于東北問題的談判由此處于停頓之中。4月18日，馬歇爾結束美國之行，回到中國。此時正值東北戰火紛飛，他深知再打下去勢必牽連關內，導致好不容易得來的和平局面的破裂，并意味著他個人使命的失敗，而此時又正值中共軍隊攻占長春，無論是從美國控制東北、遏制蘇聯的戰略利益考慮，還是從國民黨政治、軍事的現實需要出發，他都不能拒絕國民黨接收長春的要求。23日，馬歇爾拿出了一個調停方案，主要內容是：國共雙方在東北停戰，根據整軍協議確定雙方軍隊的位置，國民黨軍對東北的接收，根據軍調部的指令進行，政治問題暫時維持現狀。由于該方案未提國民黨軍隊的無限制進兵權，蔣介石因此很不滿意，認為這是“予我政府以多方面之限制，且有承認共黨偽地方政權之無理擬議”，堅持長春鐵路兩側30公里內之地區必須由政府軍接收。 （FRUS，1946，Vol.IX，pp.792—796；《總統蔣公大事長編初稿》卷六（上），116頁。）由于對中共占領長春不滿，馬歇爾此時在調處中較為偏向于國民黨，在29日他與周恩來的會談中，他表示已盡其所能，而且他的立場因中共的行動受到了嚴重的損害，他不知道還能做些什么，只能退出調停。5月13日，他在與周恩來的會見中，又指責中共過分重視武力，使軍調小組美方代表無法工作，并表示除非中共撤出長春，他無法再向蔣進言。他的態度當然引起中共的不滿，認為馬歇爾已失去當初的公正立場，國民黨對馬歇爾的態度也未必滿意。從此馬歇爾在調處中便很難再如當初那樣得到國共雙方的信任。

在馬歇爾對東北戰事袖手旁觀的同時，第三方面因擔憂東北戰火將破壞國內和平而發起了對東北戰爭的調停，并提出了種種以長春為籌碼的調停方案。毛澤東也曾有以中共讓出長春，國共雙方在長春均不駐兵，由中間派任長春市長，與國民黨達成有條件妥協的意圖。但國民黨自恃其軍事實力，無意停止在東北的進攻，隨著國民黨軍攻占長春，以長春為籌碼的調停終未成功。而且由于國民黨軍攻占長春，使蔣介石認為中共不足懼，要價隨之提高。24日，正隨蔣介石在東北視察的宋美齡致函馬歇爾，提出東北談和的條件是：中共不得阻礙政府接收東北主權，不得阻礙政府修復鐵路，履行停戰、整軍與恢復交通協議，并在國共對執行以上協議有分歧時，賦予美方代表最后決定權。蔣介石此舉無疑是企圖獨占東北，使原來在東北問題上偏向國民黨的馬歇爾處境尷尬。他擔心東北戰事如擴大到華北，局面將不可收拾，因此不得不在一定程度上改變態度，向國民黨施加壓力，要求在東北停戰，并表示由于政府軍在東北不斷向前推進，使他的調停工作遭遇極大困難，他將因此而退出調停。盡管宋子文和王世杰等均認為蔣的要求過于“硬性”，并擔心軍事進攻引發其他問題，因此向蔣建議不妨同意馬歇爾的停戰要求，但蔣仍未改變其態度。面對如此局面，6月4日，馬歇爾不得不使出殺手锏，向蔣介石表示：在東北停戰問題解決之前，美方不再安排為國民黨運輸軍隊和補給到東北，以此迫使蔣接受其停戰方案。

馬歇爾的態度不能不使蔣介石對其東北戰略再作考慮。國民黨軍攻占長春后，蔣介石面臨著是命令國民黨軍繼續北進還是暫停進攻的抉擇。受到國民黨軍勝利的影響，蔣一度有意命令部隊繼續北進，認為：“東北共軍主力既經擊潰，應速定收復東北全境之方針，令杜聿明長官部向哈爾濱兼程挺進，必先占領該戰略據點，東北軍事方得告一段落，然后再策定第二期計劃。至于調處執行部自以不來東北對我為有利，以免共軍借其掩護，獲得喘息之機會。”但是，北進不僅是軍事問題，而且將牽涉與美、蘇的關系，蘇聯對國民黨北進至北滿是否仍將無動于衷，美國是否在國民黨可能與蘇聯發生沖突時仍將予以支持，蔣介石對此并無一定的把握，因此他決定：“東北與對美對俄外交，皆有微妙之關系，稍一不慎，將受重大影響，故當馬歇爾未諒解以前，不能不委曲以求和平解決也。”當馬歇爾通知國民黨，美國將在東北停戰前停運其軍隊及補給，表明他對國民黨的繼續北進沒有“諒解”，蔣也因而不得不決定暫時停止國民黨軍在東北的進攻，以對美國人有所敷衍。6月7日，蔣介石宣布，自當日正午起，政府軍以15日為期，停止追擊、前進及攻擊。（《總統蔣公大事長編初稿》卷六（上），151—152頁；1946年6月7日《中央日報》，南京。）東北戰場總算因此而暫時平靜下來，但東北停戰并不意味著國共雙方就此罷戰言和，相反，東北戰事對國共關系和戰后中國政治都產生了重要影響。東北戰事之后的國共關系再也無法回復至東北戰事之前的相對緩和與平靜，國共雙方也都對和平談判不再抱有期望，談判已成了拖延時間的手段，國共雙方都在利用短暫的停戰期調整部署，準備下一輪大戰的來臨，和平已遠離中國大地。