1947年8月15日，国民政府军事委员会委员长东北行辕主任陈诚为整顿东北防务，将原第53军扩编为东北第三兵团，司令部设于辽宁开原。该兵团以第53军（美械装备）为基干，配属第52军、骑兵第1军等部，总兵力约6.2万人，重点防御沈阳以北中长铁路沿线及开原、铁岭地区。司令官周福成（保定军校九期），兼任第53军军长，副司令官覃异之（黄埔四期），参谋长关邦杰（东北讲武堂）、蒋希斌（黄埔七期），政治部主任余纪忠（中央军校高教班），隶属东北行辕。其战斗序列如下：

第52军（军长覃异之兼，黄埔四期），辖：

第2师（师长刘玉章，黄埔四期）：驻抚顺

第25师（师长胡晋生，黄埔五期）：驻本溪

第195师（师长陈林达，黄埔五期）：驻辽阳

暂编第58师（师长王家善，东北讲武堂）：驻鞍山

第53军（军长周福成兼），辖：

第116师（师长刘润川，东北讲武堂）：驻开原

第130师（师长王理寰，东北讲武堂）：驻铁岭

暂编第30师（师长张儒彬，东北讲武堂）：驻昌图

地方守备部队：

东北守备第一总队（总队长彭定一）：驻四平，对外称第171师

东北守备第二总队（总队长毛芝荃）：驻辽源，对外称第177师

配属部队：骑兵第1军（军长王照堏，东北讲武堂）：驻郑家屯，辖暂编第1、第2旅

该兵团成立后的主要任务是沿中长铁路布防，屏障沈阳核心区，同时配合廖耀湘的东北第四兵团（驻铁岭）实施机动作战。陈诚推行“固定防区、重点防御”方针，要求第三兵团“死守开原、铁岭，确保沈阳北大门”。

1947年9月-11月，东北秋季攻势防御期间。9月14日东北民主联军发起秋季攻势后，第三兵团奉命收缩防线。第52军主力驻守抚顺、本溪，第53军固守开原、铁岭，暂编第30师守备昌图。周福成采取“据点联防”战术，依托铁路线构筑碉堡群，企图迟滞联军进攻。10月1日，参加威远堡门战役，东北民主联军第3纵队奇袭第53军第116师驻地威远堡门时，周福成急调暂编第30师驰援，但该师在昌图以北遭联军阻击，未能及时解围。此役导致第116师主力被歼，师长刘润川被俘，开原防线崩溃。10月中旬，联军大规模破坏中长铁路后，周福成被迫将部队撤至沈阳近郊。10月25日，第52军第25师在本溪以南遭联军第4纵队突袭，损失约800人，师长胡晋生被撤职。秋季攻势期间，第三兵团共伤亡约1.2万人，丢失开原、铁岭等据点，被迫退至沈阳外围。陈诚以“指挥不力”为由，将第52军军长覃异之调任青年军第204师师长，改由刘玉章接任军长。

1947年11月，为增强沈阳防御，东北行辕将第52军第195师（陈林达部）与第94军第43师（留光天部）合编为新编第5军（军长陈林达），划归东北行辕直辖。该军脱离第三兵团建制后，原由其负责的辽阳防务改由暂编第58师接管。此次调整导致第三兵团战力大幅削弱，周福成被迫将司令部迁至沈阳，依托城防工事组织防御。陈诚对周福成表示“沈阳存亡全系于第53军”，要求其“死守至最后一兵一卒”。

1948年1月2日-7日，参加公主屯战役。东北民主联军发起冬季攻势后，新编第5军奉命由新民向公主屯推进，企图解沈阳之围。周福成奉命率第三兵团主力（第52军、第53军）沿辽河西岸策应，但因道路积雪、补给断绝，进展迟缓。1月2日，新编第5军进至公主屯地区后遭联军第6纵队阻击，至5日被合围。周福成虽派第52军第2师（刘玉章部）西援，但该师在辽中地区遭联军第1纵队拦截，未能突破防线。7日，新编第5军军长陈林达、第43师师长留光天、第195师师长谢代蒸被俘，全军覆没。此役是东北国民党军首个被全歼的军级单位，沈阳门户洞开。蒋介石电斥周福成“救援不力”，陈诚被迫引咎辞职，卫立煌接任东北行辕主任。

1947年10月7日，东北行辕主任陈诚为避免与关内第4兵团（李文部）番号冲突，将东北第三兵团改称第8兵团，司令部迁至沈阳。此次改编主要是为整合沈阳地区机动兵力，周福成仍任司令官，辖第52军、第53军、新编第5军（后被歼）等部，总兵力缩减至约4.5万人。原东北第三兵团番号撤销，其直属部队并入第8兵团建制。

历任司令官：

周福成（1947年8月15日-1948年11月1日）

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