47年秋，国民党北平行辕所部在晋察冀野战军连续打击下，被迫将其主力7个军32个师(旅)收缩于北平(今北京)、天津、保定三角地带，企图依托交通便利条件，机动作战，确保平、津、保等战略要地。另以第3军驻守石家庄。
9月中旬，东北民主联军发起秋季攻势，华北国民党军先后抽调6个师至北宁线或出关增援。晋察冀军区乘华北国民党军兵力空虚之机，向保定以北地区发动攻势，以一部围攻徐水，主力集结于徐水东北地区，准备歼灭来援之国民党军。
10月11日黄昏发起战役，至12日，第2纵队2个旅、第3纵队一部攻占徐水车站及南、北城关;第3纵队(欠1个团)、第4纵队、独立第7旅等部于徐水城以北烟台、芦草湾、三台镇地区;开辟了打援战场;第2纵队1个团占领徐水城南漕河沿岸，向保定警戒。
14日，国民党军第94军等部共6个团在战车第3团配合下，由高碑店、定兴沿平汉铁路南援;第16军共4个团，由新城、 雄县西援，企图解徐水之围。野战军经4天激战,打退了国民党援军的多次进攻，但因援军队形密集，昼攻夜缩，反击未能得手，形成胶着状态。
17日黄昏，野战军司令部正在调整部署，拟引援军向西寻机歼灭时，得军区急电:驻石家庄的第3军军长罗历戎按保定绥靖公署主任孙连仲命令，率所部主力第 7师和配属之第22师第66团北上保定，企图会同由平、津出援之军夹击人民解放军于保北地区。
据此，晋察冀野战军司令部迅速调整部署，决心在运动中围歼第3军。令第2纵队司令员陈正湘指挥第2纵队第5旅，第3纵队第 7、第8旅和独立第 7旅伪装野战军主力继续围攻徐水城，并抗击国民党援军;令冀中军区独立第8旅和沿线民兵阻扰，尾随国民党军第3军北上，迟滞其前进。
野战军司令部亲率第 4纵队、第2纵队(欠第5旅)、第3纵队第9旅隐蔽转移，一昼夜奔行120公里，于19日晨到达方顺桥以南预定作战地区。
15时，第3军进至清风店附近，第4纵队从东、北两面，第3纵队指挥第6、第9旅从西面，第4旅、独立第8旅从南面立即对其进行合围，并于次日拂晓发起攻击，将第3军压缩至南合营、高家佐、东西同房、西南合狭小地区。
罗历戎判断人民解放军无力同时在保北和保南作战，遂一面顽抗，一面向北平、保定求援。蒋介石令增援徐水之军不惜一切代价南下解第3军之围。
21日，野战军第10旅首歼国民党军第7师第19团主力于南合营，第9旅攻克高家佐歼灭第66团1个加强营，第6旅突破西南合阵地，控制了宽约200米突破口。
22日凌晨，野战军各旅在强大炮火配合下，向西南合第 3军核心阵地发起总攻，战至11时30分，全歼第3军军部、第7师及第66团。
为全歼第 3军担任阻援的 4个旅，在保北的麒麟店、芦草湾、北张村一线顽强阻击，连续打退国民党军多次整团整师规模的集团进攻;尔后采取运动防御，迟滞了国民党军援救第 3军的行动，保障了清风店歼灭战的进行。
此役，歼国民党军1.7万余人，其中俘第3军军长罗历戎以下官兵1.1万余人，击落击伤国民党军飞机各一架，开创了晋察冀歼灭战的新纪录，对扭转华北战局起了关键性的作用，并有力地配合了东北民主联军的秋季攻势。
清风店战役后，国民党军华北战略要点石家庄兵力薄弱，处境孤危。蒋介石深知保住石家庄的重要，接连发电给留守的警备司令32师师长刘英嘱其固守。
国民党的宣传机器也自吹“石门城下有城，固若金汤”，“凭石门的工事，国军可坐守3年”。虽然石家庄已成为陆上孤岛，但石家庄的防御工事，在当时的华北首屈一指。
侵华日军盘踞8年，国民党军又经营两年半，把一个没有城墙护卫的大城市，建成了一座碉堡林立、沟壕纵横的坚固设防城市。6000个碉堡遍布全市。沿外市沟、内市沟、环城铁路，由鹿砦、雷区、电网、碉堡组成了3道防线。国民党军司令部设在正太饭店和坚固的大石桥下，易守难攻。
当时，市内有国民党军第3军32师3个团，以及新从保定空运来的刘化南的1个独立团和军直野炮营；其次是地方部队河北省保安第9、10两个团；再就是周围19个县的保警队，另有1个坦克连及6辆装甲列车，共2.4万余人。
清风店战役结束的当天，晋察冀军区司令员聂荣臻等向中央工委和中央军委发电，正式提出“乘胜夺取石家庄”的建议。
23日，在平山县西柏坡的中央工委由朱德、刘少奇联名复电，表示同意，同时电报中央军委。即日，中央军委即给中央工委、晋察冀军区复电，批准了关于攻打石家庄的请示。
复电是中央****毛**亲自拟定的，电文称：“22日12时电悉，清风店大歼灭战胜利，对于你区战斗作风之进一步转变有巨大意义。目前如北敌南下则歼灭其一部，北敌停顿则我军应于现地休息10天左右，整顿部队，恢复疲劳，侦察石门，完成攻打石门之一切准备。然后，不但集中主力9个旅，而且要集中几个地方旅，以攻石门打援兵姿态，实行打石门，将重点放在打援上面。”
战前准备 10月25日，为了鼓舞士气，确定战术，朱德和聂荣臻参加了晋察冀野战军前委扩大会，视察了晋察冀野战军炮兵旅各战斗分队，参加了野战军炮兵工兵战前协同会议，与基层官兵研究战术，提出“勇敢加技术”的口号，并与野战军司令员杨得志、政治委员罗瑞卿、第二政委杨成武等研究制定了作战计划，确定“以阵地战的进攻战术为主要方法”，采取稳打稳进的方针，以坑道作业接近碉堡，用**爆破，辅以炮击，各个摧毁国民党守军工事；继之以步兵突击，夺取国民党守军各道阵地。