火力不如“聯合國軍”，白天作戰對誌願軍非常不利，戰士們因此總是在夜間組織戰鬥。這讓習慣依賴強大裝備的“聯合國軍”一到晚上就會膽戰心驚。敵人白天對坑道傾力轟炸，破壞坑道口，妄圖堵死誌願軍。敵人堵，誌願軍戰士就挖，等到了晚上，坑道口再次敞開，戰士們繼續神出鬼沒，與敵人進行戰鬥。
10月21日至29日期間，坑道內的戰士向敵人們發起無數次反擊，第十五軍也派出四十五師的炮兵對兩個主要坑道口進行掩護。在誌願軍戰士的頑強戰鬥下，曾一度奪回597.9高地的主峰陣地。與此同時，誌願軍後勤部隊也利用反擊機會，冒著槍林彈雨向坑道內的戰士送水、送食物、送彈藥，以及來自祖國人民的慰問，這些都大大激勵了戰士們。這一階段的戰鬥，為誌願軍的決定性反擊贏得了寶貴的時間，創造了有利條件。
10月30日，上甘嶺戰役進入第三階段。31日夜，誌願軍向597.9高地發起猛烈進攻。100多門火炮對準“聯合國軍”陣地一齊發射，轟隆聲震耳欲聾，漆黑的夜幕瞬間被火光照亮。坑道內的3個連和坑道外的7個連相互配合，對“聯合國軍”進行兩麵夾擊。經過3個多小時的激烈戰鬥，誌願軍成功將597.9高地的陣地全部收複，殲滅敵人4個連，打退敵人1個營的反撲進攻。
597.9高地的失守，讓“聯合國軍”大為惱火，於11月1日集中了10架飛機、70多輛坦克和大量火炮對597.9高地進行猛烈轟炸、轟擊。狂轟濫炸之後，“聯合國軍”又投入6個營的兵力向597.9高地發起數次衝鋒，都被誌願軍戰士一一打退。
“攤牌”計劃再次受挫，範弗裏特頓時火冒三丈，已失去正確判斷力的他此時隻是一個不願服輸的“賭徒”。範弗裏特又投入大量兵力到這場“毫無意義”的慘烈戰鬥之中。
從11月2日起，“聯合國軍”不斷對597.9高地進行瘋狂的轟炸、進攻，被誌願軍一次次擊退後，就再次投入更多的兵力繼續衝鋒……“聯合國軍”的戰士們不知道自己這次行動的目的究竟是什麼，隻能接受命令，機械地不斷進攻，進攻……
戰至11月5日，“聯合國軍”先後投入了17個營的兵力對597.9高地進行數次反撲，損失了大量兵力、物資，卻仍未能占領高地。負責指揮597.9高地戰事的詹姆斯無法忍受自己的士兵為這樣一場“賭局”而白白浪費生命，他不顧範弗裏特的命令，停止了對597.9高地的進攻。“聯合國軍”攻占597.9高地的計劃破產。
597.9高地的爭奪戰結束後，雙方將爭奪焦點集中到了上甘嶺地區的另一個高地——537.7高地。
11月11日，誌願軍在火炮的掩護下，對537.7高地北山陣地發起猛烈反擊，奪回了表麵陣地，殲敵眾多。12日，敵人再次集中兵力進行反撲。敵人這次反撲非常猛烈，雙方激戰數日，對陣地反複爭奪。直到25日，敵人的反撲才被徹底打退。
至此，“聯合國軍”的“攤牌”作戰計劃徹底失敗。
上甘嶺一役，中國人民誌願軍湧現出許多英雄人物，以黃繼光為代表的三等功以上的各級戰鬥英雄共12347人。每一個戰士都是英雄，他們為了全軍的勝利，不怕犧牲，勇往直前，譜寫了一首又一首悲壯的讚歌。
中國人民誌願軍上甘嶺一役取得的全麵勝利，讓中國人民誌願軍一夜之間威震世界。西方媒體當時曾評論這場戰役說：“這次戰役實際上變成了朝鮮戰爭中的‘凡爾登’”、“即使用原子彈也不能把狙擊嶺（即537.7高地北山）和爸爸山（即五聖山）上的共軍部隊全部消滅”。至於失敗的“賭徒”範弗裏特，也因此宣布辭職。
最後的準備
1952年底，美國國內正值總統大選。挑起“最不得民心”的朝鮮戰爭的杜魯門下台，宣稱會結束戰爭的德懷特·艾森豪威爾上台。一直宣稱將結束這場毫無意義的戰爭的艾森豪威爾一上台，就開始迫不及待地揭掉他“和平”的麵具。艾森豪威爾非但沒有致力於結束戰爭，反而開始醞釀一次新的軍事冒險，企圖以朝鮮北部東海岸實施大規模兩棲登陸，配合正麵進攻，迫使朝鮮人民軍與中國人民誌願軍屈服，從而實現他所謂的“光榮地停戰”。
對於艾森豪威爾的這個計劃，誌願軍司令部早有警覺。12月23日，誌願軍總部正式下達《粉碎敵登陸進攻部署》的命令。中國人民誌願軍和朝鮮人民軍開始全麵展開反登陸作戰的準備工作。
誌願軍的反作戰準備以思想動員、部署調整、工事構築、物資儲備以及戰備訓練為主要內容，全軍上下都在積極開展。誌願軍動用6000多人，在東西海岸設置了縱深達10公裏的兩條防禦地帶，挖掘了8090條坑道，總長720餘公裏，等於從朝鮮永興一直挖到了釜山，在兩地之間開辟出一條石質隧道。除此之外，誌願軍戰士鑿築了3100多公裏的交通壕、野戰塹壕，以及大量永久水泥工事、火器掩體。在誌願軍全軍戰士的努力下，東西海岸和正麵綿亙1130多公裏的弧形防線上，形成了以坑道和鋼筋水泥工事為骨幹、支撐點式的防禦體係。
在前幾次戰役中，讓誌願軍最頭疼的補給運輸線問題在這次反登陸作戰準備中也有所改善：改造和完善了後方交通運輸網，建成龜城至價川段、價川至殷山段鐵路，整修和加寬公路560公裏。同時，誌願軍在防禦線內還囤積了大量物資、彈藥，總囤積量達12.3萬餘噸，糧食總囤積量達24.8萬餘噸，可供全軍8個半月的戰役所需。
與此同時，誌願軍還針對作戰計劃調整了部署，加強東西海岸的兵力，尤其是至關重要的西海岸，更是投入了大量兵力。經過調整部署後，西海岸防禦部隊達6個軍、人民軍1個軍團另1個旅、地麵炮兵14個團及9個營、高射炮兵2個團及13個營、坦克6個團；東海岸防禦部隊達2個軍1個師、人民軍2個軍團另2個旅、地麵炮兵2個團和3個營、高射炮兵5個營、坦克1個團；正麵戰場防禦部隊共11個軍、人民軍3個軍團另2個旅、地麵炮兵14個團和28個營、高射炮兵24個營、飛機3個大隊，坦克6個團（內有人民軍2個團），另有預備隊1個軍、地麵炮兵4個團又2個營。此外，空軍部隊也完成了作戰準備，海軍在西朝鮮灣航道布設了水雷，另有2個海岸炮兵連進入陣地。
當時，負責整個海岸防禦的地麵作戰的戰士，還根據預定的方案進行了緊張的戰備訓練和演習。可以說，誌願軍的這次反登陸作戰準備是有史以來最充足的一次。
很顯然，“聯合國軍”也意識到了這一點。在之前的戰役中，誌願軍在種種困境下給了他們一次又一次的迎頭痛擊，這次誌願軍做了充足的準備，不知又會給他們帶來怎樣難以想象的災難。在誌願軍進行反登陸作戰期間，“聯合國軍”就曾試探性地發動了760多次小規模攻擊，這些攻擊都被誌願軍戰士一一擊退，“聯合國軍”傷亡、被俘5萬餘人。至此，“聯合國軍”徹底明白了他們以大規模軍事冒險結束朝鮮戰爭的企圖是不可能了。無路可走的“聯合國軍”隻得放棄原有計劃，再次回到了談判桌上。
1953年春，反登陸作戰準備期間，雖未發生過較大規模的戰役，但它卻是中朝軍隊在抗美援朝戰爭中的一次重大戰略行動，它是自戰爭開始最大規模、最長時間的一次作戰準備。這次作戰準備使誌願軍東西兩翼海防和正麵防禦更加穩定和完善，讓誌願軍第一次在戰役初期就取得了絕對的主動權，為隨後發生的戰役創造了有利條件。
收官之戰——金城戰役
1953年4月26日，停戰談判會議恢複。一直對外宣稱要結束朝鮮戰爭的艾森豪威爾再次背棄自己的“和平”宣言，剛在戰場上失去先機的他，打算在談判桌上繼續撈取利益。5月7日，中朝方麵就戰俘問題提出合理新方案：建議由中立國遣返委員會在朝鮮境內看管雙方戰俘。這一方案其實在恢複談判前雙方就已約定好，“聯合國軍”卻在正式簽訂協議時出爾反爾，企圖強行扣留朝鮮人民軍被俘人員，拒絕中朝方麵提出來的合理建議，甚至開始密謀將戰役擴大到中國境內，並揚言不放棄使用原子彈這一手段。
誌願軍領導人早就看穿“聯合國軍”的本質目的，心裏十分清楚在6月前和平停戰是不可能了，於是決定按照原計劃，於5月13日發起夏季反擊戰。
從5月13日起，中國誌願軍分多股力量陸續向敵人多個陣地發起進攻。截至5月25日，誌願軍已經激戰14天，先後對20個目標攻擊了29次，斃傷、俘敵4100餘人。至此，反擊戰的第一級階段結束。
第一階段結束不久，誌願軍東線的第20兵團的第60軍和第67軍於5月27日發起第二階段的反擊作戰。此次作戰，旨在奪取金城以東、北漢江兩側的南朝鮮軍營的陣地，擴大攻擊規模。
第二階段的戰鬥一打響，誌願軍就以破竹之勢掃蕩了各個目標陣地。南朝鮮軍被打得四散潰逃，隻得求助於“聯合國軍”的坦克、飛機支援。盡管如此，南朝鮮的多次反撲都以失敗告終，強大的火力支援也無法挽救南朝鮮軍隊的潰敗。6月初，“聯合國軍”以及南朝鮮軍隊已經失去多個陣地。
“聯合國軍”見誌願軍已經占據了戰爭的優勢，再繼續打下去，除了犧牲更多的人以及耗費更多的物資外沒有任何意義。5月25日，“聯合國軍”方麵終於鬆口，同意中朝方麵提出的“將不直接遣返的其餘戰俘繼續留在原居留地交由中立國來進行遣返的安排”方案。
“停戰”有望，就在這時，南朝鮮李承晚統治集團卻跳出來強烈反對停戰。李承晚在記者招待會上公開表示：“我們要繼續打下去，如果必要的話，我們單獨打下去。”以此看來，南朝鮮堅決不願意和平解決戰爭問題，甚至不惜得罪美國政權。
中國人民誌願軍司令部見南朝鮮如此強硬反對和談，毫不畏懼。既然對方要打，那我們就奉陪到底！
6月1日，誌願軍首長發出了關於調整部署的命令，將打擊的重點對象改為“李偽軍”，即李承晚統治集團的南朝鮮軍隊。至此，誌願軍與“聯合國軍”的大規模較量已經結束，接下來的主要敵人變為南朝鮮軍隊。
雖然南朝鮮叫囂著拒絕停戰，但“聯合國軍”與中朝方麵的停戰談判依舊在進行，並於6月8日簽署了《中立國遣返委員會的職權範圍》文件。中朝與“聯合國軍”也開始停止主動攻擊，停戰協議即將簽署。就在這個關鍵時刻，李承晚統治集團再次跳出來公開破壞停戰。