1948年11月2日，国民党52军从营口乘船逃走。到葫芦岛后，军长刘玉章对杜聿明哭诉说：“52军损失太大了。”

辽沈战役爆发后，为了解锦州之围，蒋介石将驻扎在葫芦岛的部队编为“东进兵团”（司令官侯镜如），并将沈阳的廖耀湘第九兵团扩编为“西进兵团”，计划两兵团东西并进。

刘玉章的52军被纳入“西进兵团”，但他认为西进辽西是死胡同，因此犹豫不决，不愿率军出发。恰逢此时，杜聿明陪同蒋介石到沈阳督战，提出了“以营口为后方基地，必要时确保辽南”的策略。

蒋介石的关注点集中在东西两兵团在锦州地区的会师与解放军决战上，对杜聿明的建议未作明确回应。

刘玉章得知杜聿明的提议后，立即前往沈阳找卫立煌和杜聿明协商。卫立煌和杜聿明向蒋介石建议，不妨让52军占领营口，为沈阳部队留下退路。蒋介石认为此建议可行，遂予以批准。

担忧蒋介石可能改变主意的刘玉章，在10月23日晚接到命令后，于次日拂晓率领部队出发，并在25日黄昏占领了营口。

按照规定，营口市长应由国民党辽宁省主席王铁汉任命，但为了全面控制营口，刘玉章在王铁汉任命的市长尚未到达之前，让军参谋长廖传枢兼任市长。王铁汉得知刘玉章已自行委任市长后，只能无奈接受这一事实。

10月27日，刘玉章在军部召集主要军官开会，告知他们：“卫总司令来电称，廖耀湘兵团下落不明，沈阳防守兵力薄弱，要求我们仅留一个团驻守营口，其余部队立即连夜驰援沈阳。”

52军初入东北时为“三师制”的甲种军，但在连续遭受解放军打击后，只剩下两个师（第2师、25师）。

刘玉章深知52军实力大不如前，不愿前往沈阳，他对众人说：“正如大家所言，若去沈阳，就如同扔出去的肉包子，有去无回。”

25师师长李运成表示：“好不容易有了营口这个据点，怎能轻易放弃？一旦离开，恐怕连沈阳都无法抵达，在鞍山一带就会被截住，届时进退维谷，只能坐以待毙。”

李运成发言后，副军长平尔鸣、参谋长廖传枢以及两个师的主要军官均表示反对前往沈阳。

刘玉章随即指示副参谋长刘朝槐起草电报，报告沈阳总部称发现盘山方向有大量共军南下，似乎意图袭击营口，故不宜撤离。

随后，刘玉章又紧急电告位于葫芦岛的杜聿明，请求他设法说服蒋介石派遣舰船接52军撤走。

刘玉章身为军长，不敢公然违背“剿总”总司令卫立煌的命令，于是命令25师主力离开营口，进行试探性行军。

杜聿明曾在52军的25师担任过旅长、副师长，与刘玉章既是陕西老乡又是校友（杜聿明毕业于黄埔一期，刘玉章则是黄埔四期）。杜聿明在东北任保安司令长官时，最倚重的两支部队之一就是52军。

基于这些关系，杜聿明接到刘玉章的求援电报后，在前往北平向蒋介石汇报军情时，建议将52军从营口海运撤出。此时，蒋介石已在东北战场上失去了大量资源，不再坚持决战，随即通知“海军总司令”桂永清派遣船只前往营口。

当晚，刘玉章收到电报，指示52军无需前往沈阳，而是在营口等待海军派舰船接应。刘玉章仔细阅读电报后，高兴地对亲信说：“还是杜长官面子大，说服了校长。”

随后，刘玉章发电报给李运成，命令25师后队变前队，迅速撤回营口，构筑防御工事，准备登船撤离。

10月30日下午，解放军先头部队与营口外围布防的52军发生交火。黄昏时分，桂永清派来的舰队司令马继壮指挥两艘炮舰抵达营口。

马继壮告诉刘玉章，炮舰主要用于火力支援，运载官兵的登陆舰和商船将在第二天到达。

10月31日，由于落潮水浅，抵达的登陆舰和商船无法靠近岸边。直到11月1日清晨，船只才得以靠岸，但此时解放军的大部队已经逼近，开始对营口发起猛烈攻击。刘玉章一面组织部队抵抗，一面安排其他部队分批登船撤离。

11月2日，解放军攻入营口市区，将未能及时撤离的52军残部一万余人歼灭。

在登船撤离过程中，一艘载有第2师官兵的商船突然起火爆炸，导致两千多名未能及时撤离的官兵丧生。

第2师的团长郭永和、侯成达带领一千多名跳海逃生的官兵乘坐大木船，最终逃至葫芦岛。刘玉章因船只爆炸一事迁怒于参谋长廖传枢，将其撤职，由侯成达接任。第2师师长尹先甲下落不明，其职位由郭永和接任。

事后，国民党宣传机构宣称刘玉章率领52军从营口“全军成建制撤离”。然而实际情况是，第2师的大部分官兵要么葬身大海，要么成为解放军的俘虏。52军能够撤离的人数主要是军部直属部队和25师的大部分，大约一万余人。

刘玉章在葫芦岛见到杜聿明时，不禁痛哭流涕。杜聿明对52军关怀备至，立即将暂62师划归52军建制，使得该军恢复了“三师制”。暂62师原本隶属于新六军，在辽沈战役前夕被调往葫芦岛。该师的加入显著增强了52军的实力。杜聿明在组织葫芦岛撤军时，再次将52军运送至后方进行整编补充。

11月10日，东北全境解放。52军成为了蒋介石派往东北的军级单位中，唯一的漏网之鱼。