下定决心和平起义后，程潜认为，必须有一定的军事力量才能稳住局势。虽说回湘后，改编扩编了一些部队，有五个多师的兵力，但多为新兵，战斗力不强。另外，也考虑到一旦起事，其他掌握兵权的人不一定和他采取一致行动。
这与中共地下党人的考虑也不谋而合。程星龄又向程潜建议，将陈明仁调回湖南。此时陈明仁在武汉任“华中剿总”副司令，兼任第二十九军军长和第一兵团司令，手中有两个军的兵力。陈明仁是程潜1924年任大本营陆军讲武学校校长时的学生，程潜对他有知遇之恩。
在辽沈战役中，陈明仁坚守四平40多天，是蒋介石的悍将，蒋、白也信任他，联络他起义，不会引起蒋、白的怀疑。而经过四平一役后，陈明仁对蒋介石政权及其发动的内战的认识已有了很大转变。他虽然战功卓著，但在国民党派系斗争中屡遭排挤。他的胞弟陈明信在四平战役被俘，后被放回，向兄长讲述了在被俘期间受到解放军的优待，令陈明仁对中国共产党有了更深的认识。
通过对陈明仁的充分分析，中共地下党和程潜认为他完全有可能站到人民一边来。于是程潜派前国民党军令部次长、与白崇禧关系较深的刘斐赴武汉，说服白崇禧将陈明仁调到湖南。白崇禧并不怀疑陈明仁，且有意将陈调到湖南监视程潜，因此，此事也没多少周折。
1949年2月中旬，陈明仁顺利率部抵达长沙，程潜为其设宴洗尘。两人重逢，思绪万千，喜不自禁。席间，陈明仁即将蒋介石命他监视程潜的手令交给了程潜。程潜也把他的想法婉转的告诉了陈明仁。陈明仁眼见形势每况愈下，倾向和平的心理也与日俱增。2月下旬他登门拜访程潜，表达要与程潜一起走和平道路的意愿。两人英雄所见略同，当即商议在公共场合还是以反共、拥护南京政府的面目示人，在随后的活动中唱了一出双簧好戏。
正当两人在湖南秘密发动和平运动时，南京政府正张罗着与中共进行和平谈判。
然而在南京掌权的并不是代总统李宗仁，而是已经“下野”的蒋介石。蒋同意和谈只不过是掩人耳目，拖延时间；李搞和谈也不是真想和平，而是要摆脱困境。
4月15日，当中共代表团把经过各方面商定的和平协议交给南京和谈代表时，虽然以张治中为首的国民党和谈代表同意这个协议，但在蒋介石的阻拦下，李宗仁拒绝签字。于是，人民解放军发动了渡江战役，解放南京，国民党政府仓皇迁往广州。5月16日，人民解放军又攻占了白崇禧的总部所在地武汉，白崇禧率部败退到长沙。
程潜对白崇禧表面上言听计从，陈明仁也随白崇禧高呼“反共”，但白崇禧对程潜仍然不信任。早在来长沙之前，他就逼迫程潜撤换了心腹肖作霖、邓介松等人。坐镇长沙后，白崇禧首先改组省政府，随后又改编军队，划归陈明仁的一兵团。由此，白崇禧掌握了湖南的军政大权。本是一派和平景象的湘江两岸，顿时战云密布。然而，绰号“小诸葛”的白崇禧万万没有料到，他倍加信任的陈明仁已弃暗投明，和程潜站到同一条线上了。
此时程潜身边的主和幕僚在白崇禧的威逼之下相继离去，广州国民政府又屡次催他前去就任考试院院长，处境一时相当窘困。他急切希望与中共最高领导人取得直接联系。5月初，程潜曾和地下党代表余志宏见面，余建议他以书面形式向中共表明态度。程潜接受了这一建议，随即嘱托程星龄起草了一份要求和平起义的“备忘录”。
6月30日，毛泽东收到这份“备忘录”后非常重视，立即电示第四野战军陈兵湘鄂边界，做好进军湖南的准备。同时，派曾与程潜相处多年的李明灏前往武汉参加湖南和平起义的工作。毛泽东又给程潜写了一封亲笔信，委托李明灏转交给程潜亲收。由于时机尚未成熟，李明灏不便出面，便找到在汉口经营电池厂的表弟陈大寰代为送信。在两军对峙，交通阻隔的情况下，陈大寰一行经过千辛万苦，终于在7月11日将信送到程潜手中。这封信意义重大，程潜阅后非常高兴，心中的顾虑顿时全消，随即派人与四野取得联系，商谈和平起义的有关事项。
按照与程潜达成的协议，人民解放军进军湖南，解放了平江、岳阳等十余县，兵临长沙城下。白崇禧处于极度不安之中，生怕程潜发动起义，于是逼迫程潜离开长沙前往邵阳，将省主席一职交给陈明仁代理，自己则跑到衡阳去了。陈明仁本就下定决心起义，一直不动声色。白崇禧走后，陈明仁就按照原先的部署，将部队撤出长沙及各交通要道。程潜也很快秘密返回长沙。随着人民解放军的一步步进军，和平起义的条件逐渐成熟。8月4日，由程潜、陈明仁领衔，37位将领联名，正式通电起义。第二天，古城长沙装扮一新。人民解放军开进市区。至此，以程潜为主角的湖南和平起义宣告成功。
湖南地理位置重要，扼两广及西南门户。人民解放军要继续进军，摧毁广州及西南的国民党统治，湖南为必经之地。湖南的和平解放，大大推进了全国解放的进程，令西南国民党残余势力和盘踞广州的国民政府惶惶不可终日。更重要的是，程、陈两将军登高一呼，国民党集团上层人士纷纷效尤。这其中既有国民党立法委员，又有手握兵权的省级行政官员。他们纷纷宣布脱离国民党政府，毅然起义。
蒋介石政权分崩离析，行将就木。程、陈两位将军的带头作用功不可没。中国共产党对这两位将军也倍加礼遇，给与充分信任。1949年8月下旬，党中央、毛泽东主席发出电报，邀请程潜出席在北平召开的中国人民政治协商会议。当程潜接到邀请电时，心情十分激动，深感中国共产党及其领导人胸怀宽广，远非蒋介石之流能及。
