1947年，李宗仁获选为中华民国副总统。随后，桂系军阀三雄白崇禧被任命为华中剿总司令，控制了近30万部队。
1948年冬，三大战役之后，蒋介石的中央军系受到严重打击。蒋下野，李以中华民国代总统的身份与与共产党展开谈判，此时，中共已基本控制长江以北的大片土地，中共调集了一百多万兵力部署于自武汉至上海的长江北岸，准备渡江进攻。最终国共谈判未成，中国人民解放军发起渡江战役，国民政府的长江防线崩溃。在随后的半年时间内，中国人民解放军攻占了江南地区。
随后，新桂系军阀还对国军将领陈明仁投向共产党的部队进行了攻击和收编，使陈明仁的部队损失近五万多人。随后，在湘南青树坪，解放军第四野战军一个军因冒进，遭到新桂系三个主力军的围攻，损失13000多人。
1949年10月，解放军第四野战军抓住一个偶然的战机，发动了衡宝战役。此战消灭新桂系主力部队第七军和其他部队约五万人。白崇禧指挥新桂系部队退入广西。随后第四野战军以长距离迂回追击作战，联合第二野战军，第一野战军在世系、贵州等地对新桂系部队进行大包围。 最后攻入广西，将新桂系十余万部队消灭。新桂系首领李宗仁在衡宝战役后，对时局彻底失望，加之蒋介石复出，于是避居美国；白崇禧则在中国人民解放军攻占广西后，前往台湾；黄绍竑参加了“中国国民党革命委员会”，并参加了中共召开的“政协”，投向中共；黄旭初则前往香港，接受了国民政府的任职，组织国共两党之外的“第三势力”进行活动，但并无成效。新桂系军阀至此最终失败并逐渐消亡。
桂系军阀在操练
随后，新桂系军阀还组织了多次在广西境内反抗中华人民共和国政府的活动，并持续到五十年代中期，但最后都以失败告终。其中，新桂系在北伐时期的著名人物钟祖培，组织了反抗中华人民共和国的暴动，并且率反抗武装攻入恭城县城，对恭城造成严重破坏。在暴动被中国人民解放军平定后，钟祖培被判处死刑并公开枪决。在各地的反抗活动逐渐被平定的同时，新桂系留在广西的势力基本上被中华人民共和国政府铲除。
在中国人民解放军攻占广西之后，约有五万新桂系军阀退入东南亚越缅泰边境。后来这些部队逐渐被迁往台湾的中华民国国民政府直接控制，不再是新桂系军阀的部队。
桂系军阀统治区域
桂系军阀三雄之一李宗仁长期侨居美国，后在程思远等人的安排下，于1965年7月18日“叶落归根”返回中国大陆，但并未参与政治活动，只是在中国大陆进行参观访问，随后因病于1969年逝世。桂系军阀三雄之一白崇禧在迁往台湾的中华民国国民政府内部担任虚职，1966年12月2日死亡，死因尚存争议。有说法认为其是急病死亡，亦有说法认为白崇禧为蒋介石以特工手法致死，或是与张姓护士过夜发生“马上杀”。而黄绍竑于反右开始后受到迫害，于1966年8月31日自杀，但于1982年被“中国国民党革命委员会”恢复名誉。桂系军阀三雄之一黄旭初则于1975年11月19日病死于香港。
