三厅厅长任内，提供重点进攻山东之计划及调归陆军总司令部徐州司令部序列；在担任徐州司令部参谋长期间，提供国军进攻大别山后徐州司令部所辖兵力配置、徐州司令部解围兖州之计划；回任第三厅厅长后，提供国军解围长春之方案、解围双堆集之计划以及1948年11月底国军之江防计划、1948年12月初国军京沪地区江防要图等。1946年2月，郭汝瑰任军事三人小组中的国民政府代表张治中的随员。因受到国防部长白崇禧赏识，郭汝瑰于1946年6月出任国民政府国防部第五厅副厅长；10月，升任第五厅厅长。1947年5月，在孟良崮战役