日本投降后，蒋介石3次向延安发出电报，邀请毛泽东赴重庆谈判。为了争取和平，毛泽东、周恩来毅然决定赴约。
8月27日，就在毛泽东去重庆的前一天，中共中央发出电报通知：在毛泽东赴重庆期间，由刘少奇代理中央主席职务，并增补陈云、彭真为书记处候补书记，以加强中央的领导力量。
临行前，毛泽东同刘少奇谈了一天一夜。 毛泽东说： “我在重庆期间，前方和后方都必须积极活动，对蒋介石的一切阴谋都要予以迎头痛击, 有机会就吃掉它，能消灭多少就消灭多少。我军的胜利越大，人民群众活动越积极, 我的处境就越有保障，越安全.......”.
8月28日，毛泽东一行离开延安，刘少奇全面领导工作。当时，最紧迫的任务是率先控制东北。尽管中央已派兵进入东北，但由于路途遥远，通讯中断，几支部队出关后便与延安失去了联系。
当时，苏联与国民党政府签订了《中苏友好同盟条约》。于是，9月1日，刘少奇指示山东分局抽调4个师，分散经海道送往东北，9月7日，刘少奇指示华中局，抽一批东北籍干部，由山东分局负贵送往东北。
9月14日，苏方提出，国共军队均不得进入东北，已到沈阳、大连、长春等地的八路军，必须退出苏军占领区。而这时，我军第一批出关的部队已与延安取得联系，称不到一个月，就由4000人扩充到了3万多人，并接管了大量仓库、军火、粮食、被褥等。
当天下午，刘少奇紧急召开中央政治局会议。 会上刘少奇说： “蒋介石也在竭尽全力向东北调兵，同我们争夺这块战略要地，虽然慢了一步，但是他有美国老板撑腰，飞机、轮船、火车，比我们快 ，我们必须赶在他们前面，即使不能独占东北， 也要牢牢控制我们在东北的主动权……”
至于苏方要求撤军的问题，会议决定采取以下方式，一、撤名义；二、撤小部分到乡下，主要部分仍留沈阳；三、从沈阳至营口、山海关，把撤退闹得轰轰烈烈。三种撤法都用，公开撤，又秘密回去，但八路军抗战以来的活动区域不能撤。最后，会议决定成立东北局，以彭真为书记，陈云等4位同志为委员。第二天早晨，彭真即率东北局领导成员赴东北开展工作。
就在彭真率队赴东北的当天，刘少奇接到新四军3师师长兼政委黄克诚的电报。
原来，黄克诚奉命率兵赴准南阻止国民党桂系部队东进。没想到，等黄克诚赶到时，国民党军已抢先接受了淮南津浦路沿线的徐州、蚌埠等城市。 黄克诚在得知我军已有少数部队进入东北的消息后，以个人名义向延安发电报，提出他对当前局势及军事方针的意见和建议。
黄克诚认为, 在军事部署上，建议尽量多派部队去东北，至少5万人，能去10万人最好，并派有威望的军队领导人去主持工作，迅速创造东北总根据地，支援关内作战;为了执行上述方针，建议调山东主力去东北、华中主力去山东……
黄克诚的来电， 高度重视和深思。9月15日晚，刘少奇以中央的名义向各中央局下达指示：目前我党的任务，就是迅速地， 坚决地争取东北，在东北发展我强大力量。现在最需要的是派遣大批军事干部到东北, 华北、 华中应派遣100个团的军事干部，从班、排、连、营、团到政治人员都配齐，迅速陆续前去东北。
9月17日，刘少奇又给重庆中共谈判代表团发电报，提议新四军江南主力立即转移到江北，从山东，华中抽调10万至15万人北上……
当天就得到复电，完全同意力争东北的方针。
9月19日，刘少奇召集中央政治局会议， 会上，刘少奇提出，迅速控制张家口、山海关，使国民党军队从陆路进入东北不可能。会上还对几个战略区领导人进行了调配，林彪改赴东北，任冀热辽军区司令员。
会议结束已至深夜，一连起草了3份电报,连夜发出。第一份是给全党的指示，提出“向北发展，向南防御”的全国战略方针。第二、第三份电报是给毛泽东、周恩来的，一是向他们汇报几个战略区领导人的调配情况，二是提议长江以南部队迅速全部北撤， 并以此作为向国民党谈判的个让步条件。
毛泽东、周恩来连夜发来回电，完全同意中央上述部署。
9月20日, 刘少奇以中央军委主席团毛泽东、 朱德、 刘少奇、周恩来、彭德怀的名义，正式向山东、华中的军事指挥员下达部队调动命令。
9月21日，刘少奇电示彭真、陈云，提出进入东北的部队统一用东北人民自治军名义，以便组织大规模的正规军。
如此大规模的部队调动，实际进展很难尽如人意。于是，刘少奇采取断然措施，于9月29日下令山东、东北军队领导人：必须不顾美舰巡逻，采取办法，全力组织渡海，不能容许片刻迟缓……新的措施果然立竿见影，部队移动速度大大加快。
毛泽东赴重庆谈判原定10天返回，后来在重庆竟住了44天，于1945年10月11日下午才飞回延安。
由于连续奔波操劳和谈判时高度紧张，毛泽东回延安后身体不适，只得于11月初住进医院边治疗边休养， 刘少奇继续担负着主持中央日常工作的重任。
10月31日，中央决定正式成立东北人民自治军，任命林彪为总司令。
这时，国民党的全美式机械化部队第13军，半机械化的的第52军，共7万余人，已在秦皇岛登陆。这两个军在东北保安司令长官杜聿明的指挥下，国军地扑向我军控制的山海关、锦州一线。
由于各部队是远道而来，仓促应战，山海关于1945年11月16日失守。
11月19日，苏军提出把中长铁路沿线及城市移交给国民党政府， 要求我军撤出大城市。为此，刘少奇迅速调整方针。
11月26日，林彪下令东北人民自治军主动撤出锦州。几天后，东北局也由迁出沈阳。12月下旬， 毛泽东正式出院时，东北军队已经扩编到22万多人，中央陆续派往东北的干部达两万余名。党、政、民众工作皆相应展开，东北形势逐渐改观。 仅仅两个多月，为3年后解放全东北奠定了坚实的基础。
