1946年6月下旬，中共晋冀鲁豫中央局和晋冀鲁豫军区决定集中野战纵队组建野战军，由刘伯承、邓小平、张际春、李达组成晋冀鲁豫野战军指挥部。8月上旬，国民党军陇海铁路汴（开封）徐（徐州）间守备兵力有所减弱，刘伯承、邓小平决定集中兵力于8月10日发起陇海战役。李达协助刘伯承、邓小平指挥部队插入国民党军纵深，破坏、控制铁路150公里。至8月22日战役结束，共歼灭国民党军1。6万人，策应了中原、华东战场解放军的作战行动。10月，李达参与指挥巨野战役和鄄城战役，两战共歼国民党军1。4万人。1946年11月至1947年2月，李达协助刘伯承、邓小平指挥晋冀鲁豫野战军在冀鲁豫战场大踏步前进，连续发起滑县战役、巨（野）金（乡）鱼（台）战役、豫皖边战役，共歼国民党军10个旅5万余人，再次粉碎了蒋介石打通平汉铁路的企图。
1948年5月9日，中共中央和中共中央军委决定重建中原军区，刘伯承为司令员，邓小平为政治委员，陈毅为第一副司令员，李先念为第二副司令员，邓子恢为副政治委员，张际春为副政治委员兼政治部主任，李达为参谋长。9月，李达被增补为中共中央中原局委员。在淮海战役中，后勤工作的任务十分艰巨、繁重，直接关系到整个战役的成败。刘伯承、陈毅、邓小平等决定派李达去协助邓子恢，组织部队后勤和地方支前的工作。李达报请总前委批准，组建了各级支前司令部和运输司令部，迅速修复了从郑州到商丘的铁路和公路，开辟了从魏岗到桃园集、临焕集、龙山集的3条运输线，形成了火车、汽车、马车、手推车、各类船只一齐上的局面，完成了运送给养、弹药、伤员、俘虏的任务。1949年2月，中原野战军改称第二野战军，刘伯承任司令员，邓小平任政治委员，张际春任副政治委员兼政治部主任，李达任参谋长。从2月起，李达即组织部队进行渡江作战的准备工作。4月上旬，李达按照刘伯承的指示组织了一次渡江登陆的实验性战斗。他命令第十二军第三十五师攻打长江中的一个江心洲，这个江心洲上有国民党军第二十九师300余人，凭借地堡工事据守。第三十五师的1个团在炮火掩护下乘船出发，仅用7分钟就登上江心洲，无一伤亡地全歼守军。这个战斗大大增强了部队指战员胜利渡江的信心。4月21日，第二野战军从枞阳至马挡（音）间突破国民党军的江防。两天后，全野战军胜利地渡过长江。过江后，李达协助第二野战军首长指挥各兵团在近200公里宽的正面战场上多路向南追击，至5月27日，歼灭国民党军10万余人，解放安庆、衢州、金华、建瓯、邵武、上饶、南昌等86座城市，以及皖南、浙西、闽北、赣中的广大地区。5月29日，李达在第二野战军机关、直属队大会上，作了渡江战役的总结报告。此后，李达被任命为华东军区参谋长，但因情况变化没有到职。
