周福成被他的部下安排在世合公銀行大樓中，各方麵為勸他起義做了不少工作。蘇炳文是他的老上級，趙毅是他的老同學，王理寰的副師長夏時是他的連襟，勸他都無效，連他的親女兒帶著張作霖夫人的親筆信特地從北平乘飛機來做工作都無效，他還叫喊要槍斃他的女兒（愚頑不化的周福成做夢也不會想到，他的親生女兒早已是中國共產黨的地下黨員）。在這種情況下，部下們隻有離他而去。當我軍進城之後，二縱六師的前衛團十六團一連連長黃達宣帶著兩個排沿中華路、馬灣路一線搜索，11月1日拂曉，他們來到大西門裏的世合公銀行時，見樓中有敵人，立即進行包圍喊話，無人答應，他們就衝了進去，也無人開槍，裏麵有一個排的國民黨士兵，有的坐著，有的躺著，桌子上扔了不少手槍。黃連長問他們當官的在什麼地方，這些兵都用手往樓上指。黃連長帶著人上樓之後，隻見一個軍官走了出來，對黃連長說：“我是周福成，我們正在和你們商量投誠事宜。”黃連長不知道周福成是何許人也，隻覺得太可笑，現在都什麼時候了，還來談什麼投誠？於是就把周福成送到俘虜隊伍中去了。
青年軍二○七師的全體官兵都是從各部隊挑選的國民黨黨員，十分反動而頑固，這時在沈陽有兩個旅（還有一個旅被調到廖耀湘兵團在遼西會戰中被消滅），駐紮在沈陽的西南部。五十三軍的起義軍官曾努力做過其中一個旅一些軍官的工作，希望能拉出一部分人參加起義，但沒有結果。東野總部首長曾專門下達了捉拿該師師長戴樸的命令：“二○七師師長戴樸極端反動，已令其部屬焚燒物資，望各部注意清查逮捕，以便戰後依法處辦。”但戴樸已在混亂中化裝逃跑，故而未能捉拿歸案。不過也由於戴樸已逃跑，所以該師在我軍的壓力下無法形成有效的反抗，10月31日下午，我十二縱和二縱在對沈陽進行包圍時，就在小郭莊與二○七師交了火。由於敵人事先製作了不少用3厘米厚鋼板焊成的“活動碉堡”，可以在裏麵推著走，猶如人力裝甲車一般，曾讓我先頭部隊遇到了阻力。第二天，我軍的大部隊到了，集中了18個炮連對敵人進行轟擊，然後衝到近處拚刺刀，在蘇家屯消滅了二○七師1.3萬餘人。與此同時，我一縱也在10月31日趕到沈陽，並在鐵西區與二○七師交手，攻破了敵人的防線，進入城內。二縱也從鐵西區向城中的縱深前進，在火車站附近的一座大樓內抓獲了二○七師新一旅旅長李莊一以下4200多人。11月2日，我軍獨立第十二師和十三師在東大營拿下了二○七師的最後一個據點，另一部分在喬家窩棚企圖以假投降來尋機逃跑，未能得逞，也被我軍殲滅。殲滅二○七師，是我軍解放沈陽過程中進行過的真正意義上的戰鬥。
我軍在解放沈陽的過程中，一共殲敵13萬多人，其中有將級軍官106人；繳獲了大量的武器與物資，其中有大炮1685門、機槍4811挺、步槍7萬多支、汽車841輛、坦克43輛、裝甲車114輛。這是我軍戰史上第一次在一次戰鬥中獲得如此多的軍用物資。我軍在沈陽還有一個極為重要的收獲，就是完整無缺地接管了當時中國最大的兵工廠沈陽兵工廠。沈陽兵工廠的中將廠長陳修和是陳毅的堂兄，為人正派，傾向進步，在他的艱苦努力之下，抵製了國民黨政府多次要他遷廠或炸廠的計劃，將設備8000台、職工1.2萬人的大兵工廠完整地保護了下來（該廠每月生產的槍支彈藥就可以裝備一個師），將大量的彈藥和設備交給了東北局，為支援全國的解放戰爭發揮了巨大作用。