吸取了金门战役失利的教训，叶剑英对海南岛战役极其谨慎。最初，中央军委要求1950年2月以前开始行动。接到中央军委的指示后，叶剑英没有匆忙决策，而是先进行调查研究。他电令琼崖纵队司令员冯白驹，要求其详细报告岛上敌军兵力、布防情况和中共琼崖纵队的战斗力及根据地分布情况。冯白驹先后派出琼纵副司令员马白山、参谋长符振中等，带领约一个连的兵力偷渡过海，到达广州，向叶剑英和十五兵团负责人汇报情况。叶剑英认真研究了岛上敌情和琼纵的接应能力，综合考虑我军的作战能力及作战准备情况，认为我军在准备不足的情况下，仓促进攻，难以取得预期效果，应当推迟作战时间。中央军委接受了叶剑英的意见，将海南岛战役后延。
     1950年2月1日，广东军区和十五兵团召开作战会议。叶剑英、邓华、赖传珠、韩先楚、李作鹏、张池明等军以上领导干部齐聚广州，共商解放海南岛之大计。会议分析研究了敌我双方情况，认为海南岛战役与金门战役相比，我军有许多优势：一是海南岛海岸线长，登陆点多，便于偷登与强渡；二是有冯白驹领导的琼崖纵队的全力接应，有根据地和游击区可以立足；三是有广大人民群众的大力支援；四是海南岛的敌军，是国民党的残兵败将，在我人民解放军的打击之下，已成惊弓之鸟，士气低落。叶剑英和与会人员反复研究，最终确定了海南岛战役的具体作战方案。
    妙计频出红旗插上五指山
     叶剑英既是军事家，也是政治家，从来就反对单纯军事的观点。为了更好地完成海南岛战役的任务，他从多个方面一起做工作，加速了海南岛战役的进程。
     一是打好后勤仗。我国古人早就说过：兵马未动，粮草先行。叶剑英深谙此理。他亲自主持召开全省支前工作会议，说：“后勤、支前工作十分重要，它就像人的血管给人体的各部分输送血液一样，要源源不断地把粮食、弹药和物资输送到前线，保证作战的需要。”会后，在他主持下，华南分局作出了《关于支援海南岛作战的决定》。叶剑英要求各级党政机关全力做好支前工作，一切为着争取海南岛战役的胜利。1950年1月、3月，他又亲自主持了两次支前工作会议，决定在广东省支前司令部之上设立广东省支前工作委员会，并自任主任。
     二是打好“偷渡仗”。海南岛国民党军队拥有海军和空军，对我军渡海航行威胁很大。我军没有大规模渡海登岛作战的经验，更没有在海上同敌机敌舰作战的现代化武器和装备。如何乘木船渡过海峡，突破国民党海、空军的海上封锁，这是海南岛战役成败的关键所在。若一次以一个军登陆，则船只问题极难解决，同时又无法对付敌之海空军拦阻。根据这些情况，叶剑英和兵团负责人一起反复研究，最终制定了“积极偷渡，分批小渡与最后登陆相结合”的战役指导方针，即首先以小部队分批偷渡，加强岛上力量，为大规模渡海作有力策应；而后在琼崖纵队及先遣偷渡部队接应下，以主力实施大规模的强行登陆，歼灭岛上国民党守军。
     3月5日19时，四十军一一八师三五二团以1个营配属2门迫击炮共800人，组成一个渡海先遣营，由师参谋长苟在松、团长罗绍福率领，在琼崖纵队侦察科长郭壮强协助下，分乘13只木帆船，从雷州半岛西南端的灯楼角起渡。在琼崖纵队的接应下，6日下午2时许，先遣营击溃守军1个营的阻击，强行抢滩，登陆成功。叶剑英得到消息，立即致电表示祝贺。3 月11日，四十三军以一二八师三八三团一营，配属九二步炮连共1000多人，组成第二个渡海先遣营，由团长徐芳春率领，琼崖干部林栋协助，突破了国民党守军的封锁，于12日晨到达文昌游击区。26日，四十军以一一八师三五二团主力、三五三团二营和炮兵大队共3000人，组成先遣偷渡团，在琼崖纵队副司令员马白山和一一八师政治部主任刘振华率领下，第三次偷渡成功。31日，四十三军以一二七师三七九团和三八一团一营共3733人，在师长王东保、政治委员宋维栻的率领及琼北地委宣传部长陈说的协助下，分乘88只木帆船，第四次偷渡成功。这几次偷渡成功为我军主力部队渡海作战创造了有利条件。4月16日晚，解放军主力发起大规模的渡海登陆作战。翌日凌晨，在琼崖纵队、海南岛人民和我先遣部队的接应下，我主力部队胜利登上海南岛，以排山倒海之势，击溃了国民党守军3万多人，国民党军一部分残余力量逃往台湾。5月1日，海南岛战役胜利结束。
     海南岛战役，自1950年3月5日第一批加强营偷渡开始，至5月1日解放北黎、八所两港为止，历时58天，我军粉碎了国民党陆海空军的立体防御，解放了全岛，共歼灭国民党军5个师9个团，计33150人，其中俘26469人，缴获火炮418门、飞机4架、坦克和装甲车7辆、汽车140辆，击落飞机4架，击沉军舰1艘、击伤5艘。解放军伤亡4500余人。
     海南岛战役，人民解放军陆军以木船为主要航渡工具，采取偷渡和强渡相结合手段，取得了大规模渡海登岛作战的重大胜利，这在中国人民解放军战史上和世界现代战争史上，都是一个奇迹。