冀鲁豫边区成立，包括太行、太岳、冀南、冀鲁豫四个地区，裴丽生任太岳行署副主任。1947年，在运城战役中，裴丽生作为太岳行署副主任亲赴前线指导工作。1948年，临汾战役中，他任临汾前线后勤司令员。1948年5月，被任命为太行行署主任，但尚未赴任，即被徐向前调往晋中前线，任晋中战役后勤司令员。此后又参加了太原战役，任联勤司令员。
主政山西.1949年3月，太原战役尚未结束，华北人民政府将晋中行署与太原市合并，成立太原市人民政府，裴丽生任市长。太原战役结束后，他入城后迅速组建生产自救