H πρώτη καθαρά στρατιωτική επιχείρηση έγινε τη νύχτα της 3ης Δεκεμβρίου στο Ψυχικό, έξω από το Αμερικανικό Κολλέγιο. Εκεί το 2ο Σύνταγμα της 2ης Μεραρχίας του ΕΛΑΣ περίμενε την τελική διαταγή για να ξεκινήσει με σκοπό να επιτεθεί κατά της Ταξιαρχίας του Ρίμινι που στρατοπέδευε στο Γουδί, στους εκεί στρατώνες. Το σύνταγμα του ΕΛΑΣ, με δύναμη χιλίων περίπου ανδρών, βρέθηκε ξαφνικά μπροστά σε αγγλική μονάδα τεθωρακισμένων, στην οποία αναγκάστηκε να παραδοθεί. Ταυτόχρονα άλλες μονάδες του ΕΛΑΣ διατάχθηκαν να καταλάβουν τα αστυνομικά τμήματα, αποστολή που την έφεραν σε πέρας με αρκετή επιτυχία.
Κατά τις πρώτες φάσεις της σύρραξης οι αγγλικές και οι κυβερνητικές δυνάμεις βρέθηκαν αποκλεισμένες σε μια αρκετά περιορισμένη περιοχή στο κέντρο της Αθήνας, ενώ τον έλεγχο των συνοικιών τον είχε ο ΕΛΑΣ, όπου όμως υπήρχαν επίσης νησίδες ελεγχόμενες από τους αντιπάλους του, όπως η Σχολή των Ευελπίδων και η Χαρτογραφική Υπηρεσία Στρατού στο Πολύγωνο, οι στρατώνες στο Γουδί, η Χωροφυλακή στου Μακρυγιάννη, οι φυλακές Αβέρωφ στη λεωφόρο Αλεξάνδρας και άλλα σημεία.
Σύντομα οι Αγγλοι άρχισαν να δέχονται ενισχύσεις σε άνδρες και όπλα από το μέτωπο της Ιταλίας. Αν και δεν υπάρχει ομοφωνία ως προς τους αριθμούς, κατά προσέγγιση υπολογισμοί δείχνουν ότι ο ΕΛΑΣ, του οποίου οι δυνάμεις σε όλη τη χώρα υπερέβαιναν αρκετά τις 100.000 άνδρες, στη μάχη της Αθήνας διέθετε λιγότερους από 20.000. Οι Αγγλοι από την πλευρά τους, συνυπολογιζομένων και των διαφόρων ελληνικών κυβερνητικών δυνάμεων, στα προχωρημένα στάδια της αναμέτρησης διέθεταν δύναμη που κυμαινόταν γύρω στις 50.000 άνδρες. Υπερείχε επίσης αυτή η παράταξη στην ποσότητα και στην ποιότητα του οπλισμού, που περιελάμβανε βαρέα όπλα και αεροπλάνα, ενώ ο οπλισμός του ΕΛΑΣ ήταν ελαφρός και ελλιπής.
Από τις πρώτες κιόλας ημέρες του Δεκεμβρίου οι συγκρούσεις υπήρξαν σφοδρές και ως το τέλος του μήνα είχαν επεκταθεί σε όλη την Αθήνα αλλά και στον Πειραιά. Από την Καισαριανή ως το Περιστέρι, από τις Τζιτζιφιές ως τους Αμπελοκήπους, από το Πολύγωνο ως του Ψυρρή, από τη Νέα Σμύρνη ως το Μοσχάτο, από το Μεταξουργείο ως τα Πετράλωνα, αλλά και στα αεροδρόμια του Τατοΐου και της Ελευσίνας, καθώς και στο κέντρο, στην Ομόνοια, στην πλατεία Βάθης, στην οδό Πατησίων διεξάγονται μάχες, καταλαμβάνονται και ανακαταλαμβάνονται στρατηγικά σημεία και κτίρια, μερικά από τα οποία ο ΕΛΑΣ τα ανατινάζει για να στήσει με τα ερείπιά τους οδοφράγματα. Τα αγγλικά αεροπλάνα πολυβολούν τις συνοικίες που ελέγχονται από τον ΕΛΑΣ, τα πυροβολεία του Λυκαβηττού και της Ακρόπολης σφυροκοπούν τις θέσεις του αντιπάλου, ο στόλος βάλλει κατά των συνοικιών του Πειραιά. Τα θύματα είναι πολλά, αιχμάλωτοι συλλαμβάνονται εκατέρωθεν, περιλαμβανομένων και αρκετών άγγλων στρατιωτών.
Δύο από τις σημαντικότερες μάχες έδειξαν την αδυναμία του ΕΛΑΣ να αντεπεξέλθει στη μαχητική ανωτερότητα των αντιπάλων του. H μία δόθηκε στο Γουδί, στους στρατώνες του οποίου είχε οχυρωθεί η Ταξιαρχία του Ρίμινι, η άλλη στον στρατώνα του Μακρυγιάννη όπου βρίσκονταν υπερχίλιοι χωροφύλακες. Παρά τις πείσμονες επιθέσεις του ο ΕΛΑΣ δεν κατόρθωσε να καταλάβει αυτά τα σημεία ώσπου αγγλικά αεροπλάνα και τανκς έσπευσαν να βοηθήσουν και να διασώσουν τους πολιορκουμένους.
H συμφωνία της Βάρκιζας
Στις 25 Δεκεμβρίου έφτασαν ξαφνικά στην Αθήνα ο άγγλος πρωθυπουργός Γουίνστον Τσόρτσιλ και ο υπουργός Εξωτερικών Αντονι Ιντεν, οι οποίοι πήραν μέρος σε συσκέψεις με εκπροσώπους όλων των ελληνικών πολιτικών παρατάξεων, συμπεριλαμβανομένου και του EAM, σε μια προσπάθεια για την εξεύρεση συμβιβαστικής λύσης που θα οδηγούσε στον τερματισμό των εχθροπραξιών. Οι διαφωνίες όμως αποδείχτηκαν αγεφύρωτες και οι συσκέψεις δεν έφεραν αποτέλεσμα. Οι μάχες συνεχίστηκαν με εντεινόμενη σφοδρότητα ως τις πρώτες ημέρες του Ιανουαρίου. Αλλά ήδη η δύναμη αντίστασης του ΕΛΑΣ είχε καμφθεί μπροστά στην υπεροχή των αντιπάλων του, και στις 5 Ιανουαρίου οι μονάδες του εγκατέλειψαν την Αθήνα και ζήτησαν τη σύναψη ανακωχής, η οποία υπογράφτηκε στις 11 του μήνα.
Στις 12 Φεβρουαρίου 1945 υπογράφτηκε ανάμεσα στην κυβέρνηση, με πρωθυπουργό πλέον τον στρατηγό Νικόλαο Πλαστήρα από τις 3 του μήνα, και στο EAM η Συμφωνία της Βάρκιζας που υποχρέωνε τον ΕΛΑΣ να παραδώσει τον οπλισμό του και να διαλυθεί. Του δινόταν προθεσμία δύο εβδομάδων.
