1949年底，李天佑的家乡广西全境解放。他在北京参加了人民政协第一届全体会议和开国大典之后，就任第十三兵团副司令员兼广西军区副司令员。

    广西本是桂系经营多年的“老巢”，早在我解放军进入广西前，白崇禧曾在桂林召开紧急会议，布置所谓“总体战”，发动“一甲、一兵、一枪”的运动。他指令十万大山、六万大山、大容山、大明山和大小瑶山开展所谓“广泛的游击战争”。而撤退到广西的国民党特务和部队残部也人数众多。1950年上半年，虽然李天佑指挥我解放军驻广西部队歼灭了近10万名土匪，但由于美军入侵朝鲜的消息传到广西，匪势仍然十分猖獗，且有发展蔓延之势，这种情况引起了党中央和毛泽东主席的高度重视。1950年11月10日，毛泽东来电，限期我广西党政军领导要在1951年5月1日前完成肃清全省土匪的任务。

    面对这种严峻局势，我广西党政军领导对剿匪斗争十分重视，曾先后召开三次会议研究和部署剿匪工作。在每次会上，主持广西军事工作的李天佑都对如何搞好剿匪斗争做重要发言。针对前一阶段剿匪工作存在的问题，李天佑认为，“多面出击”恐怕会劳而无功。剿匪工作，同样可以运用毛主席“集中优势兵力打歼灭战”的思想，应该从桂西北和一些边沿城镇抽出部队，加强桂东南的兵力，实行“重点进剿”。他还明确提出:“对捉到的罪大恶极的匪首要坚决镇压，对民间的枪支要彻底收缴，并要深入发动群众。”李天佑的主张，得到了张云逸的充分肯定，也得到了中共华南分局第一书记叶剑英和中南军区政治部主任陶铸的支持。

    很快，以李天佑的建议为基础，以张云逸为首的我广西党政军领导做出了新的剿匪决定和计划。1950年秋，李天佑亲自率领广西剿匪前线指挥部，奔向贵县、桂平、蒙山等地，组织14个团的正规部队和十多个县的地方武装和民兵，参加大瑶山会剿。他根据瑶山周围的地理条件和土匪分散隐蔽、四处流窜等特点，对兵力采取两线配备:第二线部队承担封路封江，组成千里包围圈；第一线部队在包围圈内进行驻剿和搜剿。把军事打击和政治瓦解结合起来，把剿匪和开展反霸斗争发动群众结合起来，组成了军民围剿土匪的天罗地网。他还深入山区前线，指挥部队以集中对集中，以分散对分散，机动灵活地与土匪作战，使土匪既无藏身之处，又无逃脱之路。经过50天艰苦奋战，大瑶山周围10多个县的土匪全部被歼灭，从根本上扭转了广西剿匪斗争的局面。

    从1951年初到5月底，李天佑领导我军共消灭土匪近30万人，“纵队级”以上匪首190人，收缴各种武器40多万件，如期完成了毛泽东指令肃清广西全省土匪的任务。期间，毛泽东主席两次致电张云逸嘉奖广西的剿匪工作，张云逸拿着电报高兴地对李天佑说:光荣属于我，同样属于你啊。其后，经张云逸力荐，李天佑升任广西军区司令员。至今，李天佑指挥剿匪的动人事迹，还在广西各族人民中得到广泛传扬。1955年9月，在人民军队第一次评授军衔时，李天佑被授予上将军衔。