1949年1月，刘亚楼担任平津前线司令部参谋长兼天津前线总指挥，指挥天津攻坚战役。
对于平津战役的津、塘方向，以毛泽东为首的中共中央军委原计划先攻塘沽，后打天津。后经刘亚楼调查，塘沽东面靠海，其他三面为水渠、盐池，不能对敌形 成包围，也不便大部队展开。而且北平、天津国民党军有突围的危险，他建议以少数兵力监视塘沽，集中兵力先打天津。毛泽东批准了这一建议。
国民党傅作义集团的陈长捷率13万人防守天津。陈动用10多万民工环城开挖宽10米、深3米的护城河，每天派人穿河砸冰。有这些防御工事为后盾，陈长 捷十分自信，妄图"创造战史的奇迹"。为尽快促成傅作义放下武器，毛泽东和中央军委命令东北野战军3天内攻下天津。天津战役总前委书记林彪限定48小时。 刘亚楼表态出人意料："30个小时内保证把陈长捷吹嘘的'天津大堡垒'打个稀巴烂！"
依据林、罗首长的意图，经过周密的侦察和思考，刘亚楼在1月4日的高级将领会议上，定下作战方针："东西对进，拦腰斩断，先南后北，先分割后围歼，先 吃肉后啃骨头。"1月13日，兵临天津城下。此前，刘亚楼敦促陈长捷率部放下武器。陈长捷派天津市参议会4名议员出城，声言与解放军和谈。刘亚楼一看即知 敌军企图借机探听虚实，拖延时间。他将计就计，故意在城北接见敌人谈判代表，造成我军攻城指挥部设在城北的假象。
