1947年秋改任第二兵团司令官兼陆军总司令部徐州司令部副司令。1948年春任第九绥靖区（驻海州）司令官。1948年6月兼徐州剿总副总司令官。淮海战役中任徐州剿总副总司令官兼蚌埠指挥所主任兼第六兵团司令官，辖第39军、第54军、第96军、第99军，并指挥刘汝明第八兵团，从蚌埠、固镇救援黄维兵团，被华东野战军阻击。1949年初，李延年出任京沪杭警备总司令部副总司令（总司令汤恩伯）兼第六兵团司令长官，驻防在浦镇、浦口。4月20日，渡江战役打响后，负责京沪杭警备总司令部的最后撤离工作。4月23日，南京弃守，李延年从