5月19日，国民党军进入四平，杜聿明认为中共军队受到重挫，已无力再战，遂命令下属沿长春铁路分左、中、右三路，迅速向长春攻击前进。中共中央在林彪率部退出四平后，仍要求他继续督战，坚守公主岭，不成则坚守长春，以尽量保住中共在东北据有之地盘，并据此与国民党在谈判中讨价还价。但中共东北前线部队经多日苦战，此时已甚为疲惫，仓促退出四平后，在国民党军的快速追击下，队形散乱，来不及调整部署及防线，部队士气亦受到严重影响，实际无力达成中共中央所要求之任务。中共在东北的党政军负责人林彪、彭真、罗荣桓、陈云、高岗等，此时对于东北的实际情况有更深切之体认，认为东北部队目前亟须休整，以待再战，并经过讨论后电告中共中央，决定放弃坚守长春的作战计划，下令部队于21日撤离公主岭，随后继续向松花江北撤退。由于中共部队主动大踏步后撤，国共部队实际脱离了接触，国民党新6军遂于23日占领长春，28日占领永吉；新1军于29日占领德惠，进至松花江南岸，与中共部队隔江对峙。
四平战役历时2个月，国民党出动了在东北的21个师中的10个师，中共则动员了东北主力39个团中的20个团，国共双方动员的兵力均占其在东北战场兵员总数的近半，而且精锐尽出，进行大规模、全方位的实力较量。就军事意义而言，中共因在一段时间里成功地在四平阻击了国民党军北上，从而得以基本夺取北满，对中共至关重要的东北根据地的建设和巩固具有重要意义。中共在东北的部队组建时间不长，但在四平前线仍然表现了高昂的士气与战斗力，同时领略了现代作战方式，在后勤、训练、动员等方面均有进步，对于其后的发展获益匪浅。但中共部队对于阵地战尚无实际经验，在防守四平的过程中，战线过宽，防御纵深过浅，兵力部署不当，兼之装备欠缺，未能达成战前坚守四平、阻止国民党军北上的预期目的。国民党军占领长春，基本完成了其战前的预定目标，对内对外均可交代。通过四平战役，国民党军表现出在配备了美式装备并经过美式训练后，在协同作战以及阵地战和进攻战方面有了一定的提高，因此对蒋介石企图通过战争一举解决中共问题产生了重要影响。但国民党军此次进攻仍以占领城市为主要目标，并采取宽正面推进战术，虽迫使中共部队后退，但未达到歼灭中共部队主力的企图；国民党军的进攻最终停止在松花江南岸，由于江北的广大地区始终掌握在中共手中，从而为中共部队的休养生息提供了基地，创造了条件，在不长的时间内中共部队即恢复了战斗力；最关键的是，国民党军的兵力不足与东北的辽阔地域之间的矛盾，对于国民党维持其在东北的统治几乎是致命的弱点，国民党军兵力始终未达理想数量，最后占领的地区仍然局限于东北部分大中城市的点和主要铁路的线，用于守备的兵力部署也只能以团，甚至以营为单位，中共部队仍然可以利用东北的广大地域自如活动，并一步步消耗国民党军的实力，逐步使双方在东北的攻守易势成为现实。
四平战役不仅具有重要的军事意义，而且具有突出的政治意义。中共当时全力动员，在东北作战的目的主要还不是为了从根本上推翻国民党的统治，而是为了迫使国民党坐下来谈判，以实力地位讨价还价，解决东北问题，完成政协之后的战略布局。但国民党以攻下长春为基本目的，此时无意谈和；美国方面在马歇尔走后无人可作决定，也在观望。关于东北问题的谈判由此处于停顿之中。4月18日，马歇尔结束美国之行，回到中国。此时正值东北战火纷飞，他深知再打下去势必牵连关内，导致好不容易得来的和平局面的破裂，并意味着他个人使命的失败，而此时又正值中共军队攻占长春，无论是从美国控制东北、遏制苏联的战略利益考虑，还是从国民党政治、军事的现实需要出发，他都不能拒绝国民党接收长春的要求。23日，马歇尔拿出了一个调停方案，主要内容是：国共双方在东北停战，根据整军协议确定双方军队的位置，国民党军对东北的接收，根据军调部的指令进行，政治问题暂时维持现状。由于该方案未提国民党军队的无限制进兵权，蒋介石因此很不满意，认为这是“予我政府以多方面之限制，且有承认共党伪地方政权之无理拟议”，坚持长春铁路两侧30公里内之地区必须由政府军接收。 （FRUS，1946，Vol.IX，pp.792—796；《总统蒋公大事长编初稿》卷六（上），116页。）由于对中共占领长春不满，马歇尔此时在调处中较为偏向于国民党，在29日他与周恩来的会谈中，他表示已尽其所能，而且他的立场因中共的行动受到了严重的损害，他不知道还能做些什么，只能退出调停。5月13日，他在与周恩来的会见中，又指责中共过分重视武力，使军调小组美方代表无法工作，并表示除非中共撤出长春，他无法再向蒋进言。他的态度当然引起中共的不满，认为马歇尔已失去当初的公正立场，国民党对马歇尔的态度也未必满意。从此马歇尔在调处中便很难再如当初那样得到国共双方的信任。
在马歇尔对东北战事袖手旁观的同时，第三方面因担忧东北战火将破坏国内和平而发起了对东北战争的调停，并提出了种种以长春为筹码的调停方案。毛泽东也曾有以中共让出长春，国共双方在长春均不驻兵，由中间派任长春市长，与国民党达成有条件妥协的意图。但国民党自恃其军事实力，无意停止在东北的进攻，随着国民党军攻占长春，以长春为筹码的调停终未成功。而且由于国民党军攻占长春，使蒋介石认为中共不足惧，要价随之提高。24日，正随蒋介石在东北视察的宋美龄致函马歇尔，提出东北谈和的条件是：中共不得阻碍政府接收东北主权，不得阻碍政府修复铁路，履行停战、整军与恢复交通协议，并在国共对执行以上协议有分歧时，赋予美方代表最后决定权。蒋介石此举无疑是企图独占东北，使原来在东北问题上偏向国民党的马歇尔处境尴尬。他担心东北战事如扩大到华北，局面将不可收拾，因此不得不在一定程度上改变态度，向国民党施加压力，要求在东北停战，并表示由于政府军在东北不断向前推进，使他的调停工作遭遇极大困难，他将因此而退出调停。尽管宋子文和王世杰等均认为蒋的要求过于“硬性”，并担心军事进攻引发其他问题，因此向蒋建议不妨同意马歇尔的停战要求，但蒋仍未改变其态度。面对如此局面，6月4日，马歇尔不得不使出杀手锏，向蒋介石表示：在东北停战问题解决之前，美方不再安排为国民党运输军队和补给到东北，以此迫使蒋接受其停战方案。
马歇尔的态度不能不使蒋介石对其东北战略再作考虑。国民党军攻占长春后，蒋介石面临着是命令国民党军继续北进还是暂停进攻的抉择。受到国民党军胜利的影响，蒋一度有意命令部队继续北进，认为：“东北共军主力既经击溃，应速定收复东北全境之方针，令杜聿明长官部向哈尔滨兼程挺进，必先占领该战略据点，东北军事方得告一段落，然后再策定第二期计划。至于调处执行部自以不来东北对我为有利，以免共军借其掩护，获得喘息之机会。”但是，北进不仅是军事问题，而且将牵涉与美、苏的关系，苏联对国民党北进至北满是否仍将无动于衷，美国是否在国民党可能与苏联发生冲突时仍将予以支持，蒋介石对此并无一定的把握，因此他决定：“东北与对美对俄外交，皆有微妙之关系，稍一不慎，将受重大影响，故当马歇尔未谅解以前，不能不委曲以求和平解决也。”当马歇尔通知国民党，美国将在东北停战前停运其军队及补给，表明他对国民党的继续北进没有“谅解”，蒋也因而不得不决定暂时停止国民党军在东北的进攻，以对美国人有所敷衍。6月7日，蒋介石宣布，自当日正午起，政府军以15日为期，停止追击、前进及攻击。（《总统蒋公大事长编初稿》卷六（上），151—152页；1946年6月7日《中央日报》，南京。）东北战场总算因此而暂时平静下来，但东北停战并不意味着国共双方就此罢战言和，相反，东北战事对国共关系和战后中国政治都产生了重要影响。东北战事之后的国共关系再也无法回复至东北战事之前的相对缓和与平静，国共双方也都对和平谈判不再抱有期望，谈判已成了拖延时间的手段，国共双方都在利用短暂的停战期调整部署，准备下一轮大战的来临，和平已远离中国大地。