日軍占領天津以後，耗費巨資修建了永備工事，築大型碉堡380餘座，小型碉堡數以千計。
還結合天津市內高大建築，構建若幹個既能獨立堅守、又能以火力互相支援的防禦要點。環繞市區周圍，還挖有一條寬10米、深三四米、水深一二米的護城河。
護城河外側密布鐵絲網、地雷，內側築有土牆，土牆上有鐵絲網、電網，每隔30米築有一座碉堡。
華北日軍司令官下村定自詡“大天津堡壘化”，天津城防“固若金湯”。
守備天津的華北日軍為第110師團、第五師團等部，總兵力四萬人，統歸司令部司令官下村定專門指揮。
下村定雖感到固守天津是走投無路，但仍企圖憑借堅固工事和充足糧食、彈藥，拚死抵抗。
他將天津市區劃分為三個防區和一個核心區，部署兵力。
下村定的防守特點是，以市區北部為重點，城北兵力較強；市區南部工事較強，但兵力較弱；中部兵力和工事則都比較弱。
下村定對日本天皇十分忠誠，對他的頂頭上司兼老同學東久邇宮稔彥親王更是死心塌地，聲稱絕不會不戰而降，將效法蘇聯朱可夫死守斯大林格勒的精神，在天津逐屋抵抗，寸土必爭。
其實下村定心裏一點兒底沒有，他不斷搜集東北抗日先遣軍部署信息，試圖判明東北抗日先遣軍真正進攻方向，以更加有效地分配防守兵力。
為此，下村定假裝派人出城談判，以獲知李雲龍的指揮所具體位置。
之前趙剛曾給下村定寫過一封勸降信，但下村定毫無迴應，李雲龍等人早已知道這老鬼子決心頑抗到底，這次派人出城談判的真實目的也不就言自明了。
“老李，下村定這個小鬼子居心不良啊，咱們小心點，別上了套了！”趙剛發覺這個下村定根本沒有誠意。
“哈哈這個鬼子跟我這玩彎彎繞呢，這方麵咱是他祖宗，看老子怎麽玩他的！”李雲龍多精的一個人，怎麽可能被這小鬼子忽悠呢。
李雲龍沒有拆穿，而是將計就計，借助這次談判會麵，又給下村定下了一劑迷魂藥。
談判會麵地點設在天津城南的楊柳青，李雲龍的指揮所就在附近，本可以很快趕到，但他卻讓司機到天津發電廠繞了一圈，磨蹭了將近1小時才到。
見麵時還向下村定的幾個鬼子談判代表道歉說，城北道路狹窄，老百姓的房子被你們燒了，都在攔路告狀，車太不好走了，所以遲到了。
雙方不疼不癢地談了一些問題後，談判代表迴城向下村定報告了原委，下村定據此判斷，李雲龍從城趕來，指揮所必然在那裏。
之前城東北部各軍偵察，第一兵團派了一些部隊開始試探性攻擊，實際是第一兵團的佯攻部隊，綜合這些消息，第一兵團主攻方向必然是城北。
於是下村定將其王牌110師團從城中心金湯橋核心防守區抽調到城北。
李雲龍信手一施，居然就有如此結果，也是他事先沒有料到的。
戰場上掌握敵方情報信息固然重要，但若把對方行動看得過重，弄得風聲鶴唳，反而會導致己方誤判。
若在平時，下村定自然不會被李雲龍的迷魂藥幹擾，但東北抗日先遣軍數十萬人兵臨城下，重壓之下產生誤判也屬正常，結果致命天津守城部隊跟著李雲龍的指揮棒走。
李雲龍的第一兵團打過四平、錦州，沈陽等城市，在城市攻堅戰上吃過虧也很有經驗，所以在發動總攻前，李雲龍向各部隊提出了攻城三原則，再次高度體現了第一兵團善打算盤不浪戰、愛護士兵以及提高戰鬥效率的特點。
一.突破前沿戰鬥中，炮兵坦克的火力掩護、爆破組的開道、架橋組的架橋、尖刀連的勇猛突擊，務必密切結合，做到協同動作完滿、突破前沿有保證。
二.應在思想上和部署上有打退敵人反衝鋒的準備，把打退敵人反衝鋒看作是消滅敵人的一種必要手段。
三.在戰法上運用“先分割、後圍殲、先吃肉、後啃骨頭”的戰術。
李雲龍還形象地比喻，天津城的防守，就像小孩子穿大棉襖——處處漏空。
1945年8月10日清晨，抗日先遣軍攻城部隊進入出發陣地。9時左右，敵人的外圍工事清晰可辨。
第一兵團炮群掀掉偽裝，炮筒昂頭挺立。在天津前線指揮部裏，李雲龍司令員右手拿著已接通各縱隊指揮所的電話，雙眼緊盯著左手腕上的手表。10點整，劉亞樓一聲令下：“總攻擊開始！”
戰鬥開始，兩千多門火炮齊射，上萬發炮彈唿嘯劃過天空，第一兵團集中5個縱隊約10萬人，從東、西、南三個方向對守敵發起總攻。
作為平津戰役重要組成的天津戰役正式打響！
麵對號稱“固若金湯”的天津城防係統，第一兵團前線指揮部製定了“東西對進，攔腰斬斷，先南後北、各個擊破”的作戰方針，組建東西兩個突擊集團，同時向金湯橋挺進。
第一兵團東西兩支部隊僅用19個小時就在金湯橋勝利會師，完成了攔腰斬斷敵軍的任務，金湯橋也成為天津獲得新生的起點。
與此同時，兩集團迅速向南北兩翼進攻，狠狠咬住各自對麵的敵人，使其首尾不能相顧。
第一兵團兵力有優勢，應當敢於舍棄敵人以碉堡為中心的防守地段，向其兵力無法顧及的空白地帶穿插，徹底粉碎敵人的防禦體係，讓他們的碉堡變成孤島，陷入我軍汪洋之中。待占據城區大部分，再迴過頭來一個一個啃掉。
事實證明，正是這一原則，不僅戰略上一舉癱瘓了下村定的堡壘防禦體係，還在戰術上讓守城日軍一線部隊呆若木雞。
抗日先遣軍衝入城中後，遇到碉堡並沒有不要命地玩炸、衝、再炸、拿下的經典套路，而是留下部分兵力牽製，更多的人山唿海嘯地衝入城內空白區。
等抗日先遣軍再迴過頭來打碉堡，日軍守城部隊彼此之間失去聯係，很多工事內的敵軍都陷入絕望之中，不怎麽抵抗就投降了，這無疑從相當程度上減少了抗日先遣軍戰士的傷亡。
11日5時，東北抗日先遣軍部隊攻至天津華北日軍司令部指揮所，負隅頑抗的日軍抵擋不住，防線一點點壓縮到下村定所在的司令部地下室。
1縱1師1 團6連副排長邢長福率戰士王海春率先衝入地下室，生俘下村定等高級軍官等50餘人，這些鬼子竟然沒有一個剖腹自殺。
下村定此時已不複戰前的蠻橫強硬，臉如死灰地向仍在抵抗的各支部隊打電話下令，停止抵抗，全軍投降。
至11日下午3時，天津城內結束了戰鬥，這座華北最大的工業城市迴到人民的懷抱。
此戰，東北抗日先遣軍第一兵團共殲敵2個師團共4萬人，戰鬥僅僅花了29個小時。
由於采用的戰略戰術得當，10萬攻城部隊僅傷亡了5000多人，傷亡率僅5%，相比沈陽、長春、哈爾濱等經過大規模城市攻堅戰才獲得的大城市戰役，這個傷亡率創了最少紀錄。
天津攻堅戰是平津戰役中東北抗日先遣軍首次在水網低窪地形條件下，對堅固設防的大城市實施的大規模戰役。
此次戰役中，步兵、炮兵、工兵、裝甲兵等諸兵種協同作戰，顯示出東北抗日先遣軍強大的攻堅能力。
以軍事手段徹底消滅敵人的天津攻堅戰，被李德勝同誌稱為“解放戰爭的三種基本方式之一”，對此後的解放戰爭具有重要指導意義，為和平解決北平創造了有利條件。
還結合天津市內高大建築，構建若幹個既能獨立堅守、又能以火力互相支援的防禦要點。環繞市區周圍，還挖有一條寬10米、深三四米、水深一二米的護城河。
護城河外側密布鐵絲網、地雷，內側築有土牆，土牆上有鐵絲網、電網，每隔30米築有一座碉堡。
華北日軍司令官下村定自詡“大天津堡壘化”，天津城防“固若金湯”。
守備天津的華北日軍為第110師團、第五師團等部，總兵力四萬人，統歸司令部司令官下村定專門指揮。
下村定雖感到固守天津是走投無路，但仍企圖憑借堅固工事和充足糧食、彈藥，拚死抵抗。
他將天津市區劃分為三個防區和一個核心區，部署兵力。
下村定的防守特點是，以市區北部為重點，城北兵力較強；市區南部工事較強，但兵力較弱；中部兵力和工事則都比較弱。
下村定對日本天皇十分忠誠，對他的頂頭上司兼老同學東久邇宮稔彥親王更是死心塌地，聲稱絕不會不戰而降，將效法蘇聯朱可夫死守斯大林格勒的精神，在天津逐屋抵抗，寸土必爭。
其實下村定心裏一點兒底沒有，他不斷搜集東北抗日先遣軍部署信息，試圖判明東北抗日先遣軍真正進攻方向，以更加有效地分配防守兵力。
為此，下村定假裝派人出城談判，以獲知李雲龍的指揮所具體位置。
之前趙剛曾給下村定寫過一封勸降信，但下村定毫無迴應，李雲龍等人早已知道這老鬼子決心頑抗到底，這次派人出城談判的真實目的也不就言自明了。
“老李，下村定這個小鬼子居心不良啊，咱們小心點，別上了套了！”趙剛發覺這個下村定根本沒有誠意。
“哈哈這個鬼子跟我這玩彎彎繞呢，這方麵咱是他祖宗，看老子怎麽玩他的！”李雲龍多精的一個人，怎麽可能被這小鬼子忽悠呢。
李雲龍沒有拆穿，而是將計就計，借助這次談判會麵，又給下村定下了一劑迷魂藥。
談判會麵地點設在天津城南的楊柳青，李雲龍的指揮所就在附近，本可以很快趕到，但他卻讓司機到天津發電廠繞了一圈，磨蹭了將近1小時才到。
見麵時還向下村定的幾個鬼子談判代表道歉說，城北道路狹窄，老百姓的房子被你們燒了，都在攔路告狀，車太不好走了，所以遲到了。
雙方不疼不癢地談了一些問題後，談判代表迴城向下村定報告了原委，下村定據此判斷，李雲龍從城趕來，指揮所必然在那裏。
之前城東北部各軍偵察，第一兵團派了一些部隊開始試探性攻擊，實際是第一兵團的佯攻部隊，綜合這些消息，第一兵團主攻方向必然是城北。
於是下村定將其王牌110師團從城中心金湯橋核心防守區抽調到城北。
李雲龍信手一施，居然就有如此結果，也是他事先沒有料到的。
戰場上掌握敵方情報信息固然重要，但若把對方行動看得過重，弄得風聲鶴唳，反而會導致己方誤判。
若在平時，下村定自然不會被李雲龍的迷魂藥幹擾，但東北抗日先遣軍數十萬人兵臨城下，重壓之下產生誤判也屬正常，結果致命天津守城部隊跟著李雲龍的指揮棒走。
李雲龍的第一兵團打過四平、錦州，沈陽等城市，在城市攻堅戰上吃過虧也很有經驗，所以在發動總攻前，李雲龍向各部隊提出了攻城三原則，再次高度體現了第一兵團善打算盤不浪戰、愛護士兵以及提高戰鬥效率的特點。
一.突破前沿戰鬥中，炮兵坦克的火力掩護、爆破組的開道、架橋組的架橋、尖刀連的勇猛突擊，務必密切結合，做到協同動作完滿、突破前沿有保證。
二.應在思想上和部署上有打退敵人反衝鋒的準備，把打退敵人反衝鋒看作是消滅敵人的一種必要手段。
三.在戰法上運用“先分割、後圍殲、先吃肉、後啃骨頭”的戰術。
李雲龍還形象地比喻，天津城的防守，就像小孩子穿大棉襖——處處漏空。
1945年8月10日清晨，抗日先遣軍攻城部隊進入出發陣地。9時左右，敵人的外圍工事清晰可辨。
第一兵團炮群掀掉偽裝，炮筒昂頭挺立。在天津前線指揮部裏，李雲龍司令員右手拿著已接通各縱隊指揮所的電話，雙眼緊盯著左手腕上的手表。10點整，劉亞樓一聲令下：“總攻擊開始！”
戰鬥開始，兩千多門火炮齊射，上萬發炮彈唿嘯劃過天空，第一兵團集中5個縱隊約10萬人，從東、西、南三個方向對守敵發起總攻。
作為平津戰役重要組成的天津戰役正式打響！
麵對號稱“固若金湯”的天津城防係統，第一兵團前線指揮部製定了“東西對進，攔腰斬斷，先南後北、各個擊破”的作戰方針，組建東西兩個突擊集團，同時向金湯橋挺進。
第一兵團東西兩支部隊僅用19個小時就在金湯橋勝利會師，完成了攔腰斬斷敵軍的任務，金湯橋也成為天津獲得新生的起點。
與此同時，兩集團迅速向南北兩翼進攻，狠狠咬住各自對麵的敵人，使其首尾不能相顧。
第一兵團兵力有優勢，應當敢於舍棄敵人以碉堡為中心的防守地段，向其兵力無法顧及的空白地帶穿插，徹底粉碎敵人的防禦體係，讓他們的碉堡變成孤島，陷入我軍汪洋之中。待占據城區大部分，再迴過頭來一個一個啃掉。
事實證明，正是這一原則，不僅戰略上一舉癱瘓了下村定的堡壘防禦體係，還在戰術上讓守城日軍一線部隊呆若木雞。
抗日先遣軍衝入城中後，遇到碉堡並沒有不要命地玩炸、衝、再炸、拿下的經典套路，而是留下部分兵力牽製，更多的人山唿海嘯地衝入城內空白區。
等抗日先遣軍再迴過頭來打碉堡，日軍守城部隊彼此之間失去聯係，很多工事內的敵軍都陷入絕望之中，不怎麽抵抗就投降了，這無疑從相當程度上減少了抗日先遣軍戰士的傷亡。
11日5時，東北抗日先遣軍部隊攻至天津華北日軍司令部指揮所，負隅頑抗的日軍抵擋不住，防線一點點壓縮到下村定所在的司令部地下室。
1縱1師1 團6連副排長邢長福率戰士王海春率先衝入地下室，生俘下村定等高級軍官等50餘人，這些鬼子竟然沒有一個剖腹自殺。
下村定此時已不複戰前的蠻橫強硬，臉如死灰地向仍在抵抗的各支部隊打電話下令，停止抵抗，全軍投降。
至11日下午3時，天津城內結束了戰鬥，這座華北最大的工業城市迴到人民的懷抱。
此戰，東北抗日先遣軍第一兵團共殲敵2個師團共4萬人，戰鬥僅僅花了29個小時。
由於采用的戰略戰術得當，10萬攻城部隊僅傷亡了5000多人，傷亡率僅5%，相比沈陽、長春、哈爾濱等經過大規模城市攻堅戰才獲得的大城市戰役，這個傷亡率創了最少紀錄。
天津攻堅戰是平津戰役中東北抗日先遣軍首次在水網低窪地形條件下，對堅固設防的大城市實施的大規模戰役。
此次戰役中，步兵、炮兵、工兵、裝甲兵等諸兵種協同作戰，顯示出東北抗日先遣軍強大的攻堅能力。
以軍事手段徹底消滅敵人的天津攻堅戰，被李德勝同誌稱為“解放戰爭的三種基本方式之一”，對此後的解放戰爭具有重要指導意義，為和平解決北平創造了有利條件。