1945年夏，傅作义请黄河水利委员会测量队到河套，进行从宁夏石嘴山到后套的黄河流速、降波、河床变迁等一系列勘察。积累了珍贵的治理黄河的第一手资料。
傅作义主政绥远几年间，凡到过河套地区的人，都有耳目一新之感。这在国民党统治时期，确是绝无仅有的业绩。
解放战争
配合蒋介石内战
1945年5月，傅作义赴重庆参加国民党第六次全国代表大会，被选为中央委员，并升任第12战区司令长官。
1945年早在8月11日，傅作义接受蒋介石东进受降命令，即宣布就任第12战区司令长官，成立12战区“复员委员会”，自兼主任，下设绥蒙、天津、东北三个组。15日，分兵绥远、察哈尔、热河，抢占已被八路军解放的县城。
1946年6月，蒋介石发动全面内战。9月下旬，北平行辕集中第11战区孙连仲部、第12战区傅作义部，共11个整编师7万人，从东西两面沿平绥路向张家口进攻，东北保安长官部一部兵力配合进出赤峰附近，以图将我活动于该地区的解放军围歼。我军在组织张家口保卫战中，由于判断失误，将主力置于平绥线东段，傅部得以乘隙袭占
张北，直逼张家口。10月11日，傅作义占取张家口，并受到蒋介石的特别嘉奖。
1947年1月，12战区改组为张垣绥靖公署，傅作义任主任，所部以35军为基干扩编成三个军，同时成立独立师、骑兵部队和地方保安旅、团、队等，以加强军事实力。12月2日，国民党政府明令撤销北平行辕，及张垣、保定两个绥靖公署，成立华北“剿匪”总司令部，任傅作义为总司令。
傅就任华北“剿总”后，采用分区防御方针，集中主要兵力维护各战略要点，以确保平津保三角地区。是年底，晋察冀野战军为配合东北民主联军的冬季攻势，达到逐步击破傅军平津保三角地区的防御，以部分兵力攻涞水。傅令35军主力南下增援，1948年1月中旬，新编第32师在涞水以东山地被我歼灭7000余人，新32师师长李铭鼎被击毙，军长鲁英麟在高碑店自杀。35军是傅作义多年经营的嫡系，鲁英麟是他在保定军校五期的同学，抗战时期的参谋长。
在1948年新华社公布的43名战犯中，傅作义名列第31。
1948年10月下旬，解放军在锦州、长春取得节节胜利，华北解放军开赴山西、内蒙作战，冀中解放区兵力空虚，蒋介石见有机可乘，特飞北平，令傅作义组织精锐部队突袭中共中央所在地西柏坡，并炸毁石门。傅作义接受任务后，命令鄂友三的整编骑兵十二旅和郑廷锋的九十四军组成突袭部队，向石门地区挺进。11月初，辽沈战役胜利结束，解放军的战略决战方向迅速移向华北战场。
1948年11月4日，蒋介石在南京召开最高军事会议，许傅作义以东南行政长官职务。傅作义则提出“坚守华北是全局，退守东南是偏安”，表示要坚守平津，确保海口。回到北平，他错误估计东北野战军至少需要三个月以后才能入关作战，便采取了暂守平津，保持海口，扩充实力，以观时局变化的方针，将其所辖四个兵团，12个军约55万人，收缩在以平津为中心，东起北宁线的唐山，西至平绥线的张家口长达千里的铁路线上，成一字长蛇阵，并把北平、张家口、津沽划为三个防区，构筑碉堡群和城防工事。在兵力配置上，将本系军队置于平绥线，为退守西北边陲留下后路；将中央军置于北宁线，保障海上南撤和抵御东北野战军南下。但同时，傅也为自己留下了走和平道路的余地。
促成北平和平解放
1948年11月，中共早期党员、曾任中华民族解放行动委员会（农工民主党前身）中央常委、组织委员会书记的彭泽湘，受民革主席李济深 北平首任市长何其巩、余心清委托，专程从香港再赴北平，对傅作义展开工作，希望争取傅起义，和平交出北平政权。
1948年11月29日，华北野战军杨成武兵团迅速包围张家口。傅作义为保住西撤的通道，令35军三个师增援张家口。12 月上旬，傅发觉东北野战军入关，急调天津附近的八个师到北平附近布防。令35军从张家口突围回防北平。35军突围后，即被华北野战军包围在新保安。至此，傅部西撤道路被完全切断。
彭泽湘抓紧将中共中央赞成和谈的信息迅速转告傅作义，并进一步通过傅的长女、地下共产党员傅冬菊等做傅的工作，随时注意和关心他的思想变化；同时发动进步人士开展了和平解放北平运动。不久，傅即派出他的正式代表崔载之携电台赴解放区与中共有关方面谈判。
在中国共产党的积极争取和各方面的推动下，傅作义终于下定决心，准备迈出和平起义的关键一步。自北平被围后，蒋介石派军令部长徐永昌赴北平要傅率部分两路南撤，一路自海路由新港撤青岛，一路由陆路经河北到青岛。傅作义以实际形势已不能作到为由拒绝。之后，蒋估计傅可能已与中共方面和谈，又接连派郑介民（国防部次长、军统头目）和蒋纬国到北平活动，蒋介石交蒋纬国带给傅的亲笔信中，还以“千军易得，一将难求”为词，表示对傅格外倚重，要他率部突围。傅均以“坚守北平”加以回绝。与此同时，美国太平洋舰队司令白吉尔也窜到北平，表示如傅撤退，美海军可在沿海进行援助。
12月28日，傅作义派专机到包头将邓宝珊接到北平。邓是傅十分信赖的朋友，又与中国共产党长期保持着友谊。邓宝珊到北平后，二人频繁地进行交谈。此时傅派出少将处长周北峰、民盟成员张东荪与解放军平津前线司令部再次谈判，并草签了“会谈纪要”。傅对是否接受正有所犹豫时，经与邓宝珊推心置腹的交谈，消除了思想上的疑虑，毅然决定派邓宝珊作为他的全权代表，再次出城谈判。
1949年1月14日，邓宝珊由周北峰陪同，在通县马各庄解放军平津前线司令部招待所与林彪、罗荣桓、聂荣臻正式会谈，原拟谈判内容包括平、津、塘、绥四地实行和平解放。是日，解放军平津前线司令部已下对天津总攻令，当晚天津解放。中共中央指示绥远问题留待以后解决。为此，双方就北平和平解放问题达成了协议。21日，傅作义召集华北“剿总”高级将领会议，宣布北平城内的国民党守军接受和平改编，并颁布《关于全部守城部队开出城外听候改编的通告》。
1949年1月21日，徐永昌奉蒋介石之命飞抵北平东单机场，随后到中南海居仁堂与傅作义、邓宝珊会晤，传达蒋中正意旨，傅作义答复很不明确，而且未向徐永昌透露自己已经和中共达成和平协议。此后，在军事上，傅作义提出华北剿匪总司令部取消，兵团、军、师一律不动的整编方案，最终未被中共接受，中共对傅作义部实行了打散合编的整编方案。在政治上，傅作义抓住《关于和平解决北平问题的协议》中“双方派员成立联合办事机构，处理有关军政事宜”以及企业、银行、学校等听候“联合办事机构处理”的条款，力求将这一所谓“联合办事机构”变成自己与中共分享权力的政权。在该协议签订前，毛泽东已于1月15日致电林彪等人指出：“北平城内成立联合机构一点，似乎仍有和我分享政权之意。”
1949年1月22日，傅作义部按照和平协议开始撤离北平。傅作义正式宣布《关于和平解放北平问题的协议》公告。同日，北平城内的20余万国民党军移出城外，开至指定地点听候改编。
1949年1月29日，北平联合办事处召开筹备会议，中共代表叶剑英径直对傅作义方面代表郭宗汾说：“此机构是在前线司令部指挥下的工作机关，不是政权机关。”为此，在叶剑英建议下，该机构名称确定为“北平联合接交办事处”。加上“接交”二字，最终从形式及性质上否定了傅作义的任何分权企图。傅作义在军事及政治上的谋划均迅速遭到挫折。
1949年1月31日，中国人民解放军举行正式的入城仪式，北平宣告和平解放。
促成绥远起义
1949年2月22日至2月24日，傅作义、邓宝珊与颜惠庆、邵力子、章士钊等人赴西柏坡，受到毛泽东等中共领导人接见。傅作义、邓宝珊此行与中共方面商谈了绥远问题。当时绥远尚在傅作义部下董其武手中，名义上仍受国民政府节制。 …
