第一次战役中，第39军与美国开国元勋第1骑兵师会师，爆发了著名的云山战役。
志愿军第一次战役的重要地图
经过第一次战役，志愿军已经稳定了溃败的朝鲜战局，但是美韩军被假象所迷惑，甚至认为所谓“少量的”志愿军向北撤退是完成了保卫中朝边界的任务，不会再继续介入战争。按照麦克阿瑟“感恩节前结束战争”的计划，美韩军计划发起全面占领朝鲜的攻势，同时决定轰炸鸭绿江上的所有桥梁和渡口，阻止中国增兵。而志愿军则在朝鲜人民军配合下，开始计划第二次战役，彭德怀认为美军会发起大规模攻势妄图占领整个朝鲜，于是设下了诱敌深入的作战方案。
11月6日，美军第八军从西线向北开始试探性进攻，美军第十军则取道长津湖向东线北上。为了诱敌深入，志愿军主动撤退前线。美韩军队看到志愿军撤退，就全面北上。与此同时，中国第三野战军第九兵团第二十军、第二十七军、第二十六军，在兵团司令员宋的率领下，分别于11月7日、11月12日、11月19日以志愿军身份进入朝鲜。此时朝鲜的天气已经进入冬季，气温极低，对双方的作战影响很大。
麦克阿瑟在巴丹河上。第二次战役前，他乘坐这架飞机到鸭绿江边观察空，然后认定志愿军只是象征性地出兵。
11月24日，联合国军全面发动圣诞节攻势，而志愿军继续撤退。11月25日，全部进攻的联合国军全被诱至志愿军预定地区。志愿军的反击即将开始。11月25日黄昏，西线志愿军率先发起反击，第38、第42军从侧翼攻击韩军第2军团，第40军向新兴洞、苏民洞地区美军第2步兵师进攻，第50、第66、第39军，分别在定州、泰川、云山地区从正面攻击美国第1军所属第24步兵师、英军第27步兵旅和韩军第1师。
西线美军北移后，西线美军与东线美军之间留下了几十里的缺口，而韩军第二军则与西线志愿军侧翼接触。志愿军第38军、第42军迂回包围歼灭朝鲜陆军第2军，于11月26日攻占德川、宁远。此时，联合国战线在西线已经拉开了一个缺口。志愿军司令部命令第38军和第42军迅速通过缺口，向敌后渗透。第38军对第三研究所进行了内部穿插，绕过了美军第八兵团的后方，第42军则进行了外部穿插。
第二次战役中，志愿军某部机枪班在联合国军飞机和坦克的攻击下坚守高地。
三所里，这个朝鲜西部的一个小山村，注定将在中国军队的战史上留下它的名字。这个小山村南临大同江，北靠群山，只有一条南北公路从北通向平壤，是联合国军北进和南逃的必经之路。
第38军接到三校穿插的命令后，命令第113师先行。在间歇期，第113师多次与美军相遇。由于志愿军的军服上没有任何符号，志愿军没有躲藏，大方地“逃”到南方。美军通知三家医院的朝鲜军队，“一个正在撤退的朝鲜国民军”正在向三家医院撤退，并要求他们为招待准备饭菜。志愿军见美军视其为韩军，并未阻拦，还大张旗鼓地在三处穿插。113师先头部队到达三十里山时，那里的朝鲜军队还在做饭。
经过短暂的战斗解决了这些韩军，113师部队立即在三所里摆开阻击阵地。刚刚准备好，美军的撤退部队就扯了下来。到11月30日，志愿军穿插部队截断了美军退路，至此，美军第9军的第2、第25步兵师、土耳其旅和美军第1骑兵师，韩军第1师各一部陷入包围之中。
美军为了向南撤退，出动了大量的飞机和坦克对志愿军封锁的阵地进行突击，而志愿军则在各个阵地上被美军的狂轰滥炸牢牢压制。在狙击手的攻击中，第38军打了很多硬仗，比如在著名的松谷峰。11月30日深夜至12月1日凌晨，志愿军对被围困的联合国军发起总攻。美军第2、25师主力大部分被歼灭，韩军第1师和土耳其旅大部分也被歼灭。美军第九军毫无突围希望，弃用大量物资装备，阻挡志愿军追击，向安州方向撤退。而其他联合国部队也撤出了包围圈，一些部队没有被歼灭。
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