47年秋，國民黨北平行轅所部在晉察冀野戰軍連續打擊下，被迫將其主力7個軍32個師(旅)收縮於北平(今北京)、天津、保定三角地帶，企圖依託交通便利條件，機動作戰，確保平、津、保等戰略要地。另以第3軍駐守石家莊。
9月中旬，東北民主聯軍發起秋季攻勢，華北國民黨軍先後抽調6個師至北寧線或出關增援。晉察冀軍區乘華北國民黨軍兵力空虛之機，向保定以北地區發動攻勢，以一部圍攻徐水，主力集結于徐水東北地區，準備殲滅來援之國民黨軍。
10月11日黃昏發起戰役，至12日，第2縱隊2個旅、第3縱隊一部攻佔徐水車站及南、北城關;第3縱隊(欠1個團)、第4縱隊、獨立第7旅等部于徐水城以北煙臺、蘆草灣、三臺鎮地區;開闢了打援戰場;第2縱隊1個團佔領徐水城南漕河沿岸，向保定警戒。
14日，國民黨軍第94軍等部共6個團在戰車第3團配合下，由高碑店、定興沿平漢鐵路南援;第16軍共4個團，由新城、 雄縣西援，企圖解徐水之圍。野戰軍經4天激戰,打退了國民黨援軍的多次進攻，但因援軍隊形密集，晝攻夜縮，反擊未能得手，形成膠着狀態。
17日黃昏，野戰軍司令部正在調整部署，擬引援軍向西尋機殲滅時，得軍區急電:駐石家莊的第3軍軍長羅歷戎按保定"綏靖公署"主任孫連仲命令，率所部主力第 7師和配屬之第22師第66團北上保定，企圖會同由平、津出援之軍夾擊人民解放軍於保北地區。
據此，晉察冀野戰軍司令部迅速調整部署，決心在運動中圍殲第3軍。令第2縱隊司令員陳正湘指揮第2縱隊第5旅，第3縱隊第 7、第8旅和獨立第 7旅僞裝野戰軍主力繼續圍攻徐水城，並抗擊國民黨援軍;令冀中軍區獨立第8旅和沿線民兵阻擾，尾隨國民黨軍第3軍北上，遲滯其前進。
野戰軍司令部親率第 4縱隊、第2縱隊(欠第5旅)、第3縱隊第9旅隱蔽轉移，一晝夜奔行120公里，於19日晨到達方順橋以南預定作戰地區。
15時，第3軍進至清風店附近，第4縱隊從東、北兩面，第3縱隊指揮第6、第9旅從西面，第4旅、獨立第8旅從南面立即對其進行合圍，並於次日拂曉發起攻擊，將第3軍壓縮至南合營、高家佐、東西同房、西南合狹小地區。
羅歷戎判斷人民解放軍無力同時在保北和保南作戰，遂一面頑抗，一面向北平、保定求援。蔣介石令增援徐水之軍不惜一切代價南下解第3軍之圍。
21日，野戰軍第10旅首殲國民黨軍第7師第19團主力於南合營，第9旅攻克高家佐殲滅第66團1個加強營，第6旅突破西南合陣地，控制了寬約200米突破口。
22日凌晨，野戰軍各旅在強大炮火配合下，向西南合第 3軍核心陣地發起總攻，戰至11時30分，全殲第3軍軍部、第7師及第66團。
爲全殲第 3軍擔任阻援的 4個旅，在保北的麒麟店、蘆草灣、北張村一線頑強阻擊，連續打退國民黨軍多次整團整師規模的集團進攻;爾後採取運動防禦，遲滯了國民黨軍援救第 3軍的行動，保障了清風店殲滅戰的進行。
此役，殲國民黨軍1.7萬餘人，其中俘第3軍軍長羅歷戎以下官兵1.1萬餘人，擊落擊傷國民黨軍飛機各一架，開創了晉察冀殲滅戰的新紀錄，對扭轉華北戰局起了關鍵性的作用，並有力地配合了東北民主聯軍的秋季攻勢。
清風店戰役後，國民黨軍華北戰略要點石家莊兵力薄弱，處境孤危。蔣介石深知保住石家莊的重要，接連發電給留守的警備司令32師師長劉英囑其固守。
國民黨的宣傳機器也自吹“石門城下有城，固若金湯”，“憑石門的工事，國軍可坐守3年”。雖然石家莊已成爲陸上孤島，但石家莊的防禦工事，在當時的華北首屈一指。
侵華日軍盤踞8年，國民黨軍又經營兩年半，把一個沒有城牆護衛的大城市，建成了一座碉堡林立、溝壕縱橫的堅固設防城市。6000個碉堡遍佈全市。沿外市溝、內市溝、環城鐵路，由鹿砦、雷區、電網、碉堡組成了3道防線。國民黨軍司令部設在正太飯店和堅固的大石橋下，易守難攻。
當時，市內有國民黨軍第3軍32師3個團，以及新從保定空運來的劉化南的1個獨立團和軍直野炮營；其次是地方部隊河北省保安第9、10兩個團；再就是周圍19個縣的保警隊，另有1個坦克連及6輛裝甲列車，共2.4萬餘人。
清風店戰役結束的當天，晉察冀軍區司令員聶榮臻等向中央工委和中央軍委發電，正式提出“乘勝奪取石家莊”的建議。
23日，在平山縣西柏坡的中央工委由朱德、劉少奇聯名覆電，表示同意，同時電報中央軍委。即日，中央軍委即給中央工委、晉察冀軍區覆電，批准了關於攻打石家莊的請示。
覆電是中央****毛**親自擬定的，電文稱：“22日12時電悉，清風店大殲滅戰勝利，對於你區戰鬥作風之進一步轉變有巨大意義。目前如北敵南下則殲滅其一部，北敵停頓則我軍應於現地休息10天左右，整頓部隊，恢復疲勞，偵察石門，完成攻打石門之一切準備。然後，不但集中主力9個旅，而且要集中幾個地方旅，以攻石門打援兵姿態，實行打石門，將重點放在打援上面。”
戰前準備 10月25日，爲了鼓舞士氣，確定戰術，朱德和聶榮臻參加了晉察冀野戰軍前委擴大會，視察了晉察冀野戰軍炮兵旅各戰鬥分隊，參加了野戰軍炮兵工兵戰前協同會議，與基層官兵研究戰術，提出“勇敢加技術”的口號，並與野戰軍司令員楊得志、政治委員羅瑞卿、第二政委楊成武等研究制定了作戰計劃，確定“以陣地戰的進攻戰術爲主要方法”，採取穩打穩進的方針，以坑道作業接近碉堡，用**爆破，輔以炮擊，各個摧毀國民黨守軍工事；繼之以步兵突擊，奪取國民黨守軍各道陣地。