1月1日晚，40军118师，119师，120师三个师，对行进在自己右侧翼的南朝鲜第6师一个营而不顾，从东，北，南三个方向，向行进到熙川地区的南朝鲜第八师突然发起猛烈进攻。经5个小时的激战，歼灭南朝鲜第八师师部及两个团，南朝鲜第8师另1个团，向球场方向逃窜。随即40军118师向西北温井方向对南朝鲜第6师进行攻击。119师，120师向球场方向展开猛烈的追击，在追击中又歼灭南朝鲜第八师数百人。11月2日上午，在球场方面，遭遇南朝鲜第一师的一个营，将其歼灭占领了球场。从东向西，进一步的压缩了美第八集团军的活动空间。
此战，志愿军40军共歼南八军大部歼敌11000余人，缴获60毫米迫击炮以上火炮及火箭筒400门（具），各种枪6000多支，击毁和缴获坦克28辆、汽车300余辆，与38军42军形成了从南面到东面完整的包围圈。
66军在龟城以北隐蔽待命，战役发起向龟城美24师发动攻击，与敌激战一夜，双方都付出可重大伤亡，歼灭美24师900余人，战斗打成了胶着状况，66军未能攻占龟城。二日上午,美24师接到集团军司令沃克的命令向定洲方向撤退。美24师撤退时，把无法带走的堆积如山的物资进行销毁。整个龟城一片慌乱。在慌乱中，美军胡乱的烧毁一切带不走的物资，在处理无法带走的弹药时竟炸死了四个自己人。随后66军乘胜追击，紧紧的咬住敌人，在追击过程中又消灭了200多名美军俘虏了89名。
39军在北镇及两水洞隐蔽待命。战役发起后，向云山和温井之敌,南朝鲜第六师及美骑1师8团发动攻击。117师向温井发动了进攻，次日九时于与40军118师会师温井。歼灭南朝鲜第6师大部，其于的打散跑进深山之中。
39军115师和116师，直扑云山地区，以116师担任主攻，凶猛地向云山扑去。在漫山遍野的军号和哨子声中，116师迅速席卷了云山外围阵地，迅猛的杀入城中。与美骑1师第8团展开了生死博杀。美骑1师有很悠久的历史，在二战中表现很出色，是美军中一支很能打的部队。因此作为美第八集团军的预备队。尽管如此，在与116师交手的骑八团还是无法适应那种凶猛的近战，夜战，短兵相接，刺刀见红，黑夜中不知从哪儿飞来的手榴弹，一时间手忙脚乱，很快就被冲垮了阵地。39军四面八方攻入了云山，将美骑8团和南朝鲜1师留守团打得七零八落，落花流水，与敌展开激烈的巷战，快速的对敌分隔包围。在云山城内，对美骑八团和南朝鲜1师留守团进行攻杀和围歼。美骑1师师长盖依急命骑8团放弃一切辎重全速向博川撤退，同时命令美骑5团北上救援。美骑8团收拢残部，拼了命从云山东南侧冲了出来，一路又遭到117师的阻击，死伤累累。美骑8团第3营4营及南朝鲜第1师留守团成建制被116师全歼。前往救援的骑5团在龙头洞被39军115师阻击，反复冲击数次未果，美骑5团团长约翰逊也在战斗中,被115师狙击手击毙，最后扔下257多具尸体，带着600多名伤员狼狈逃窜。
经一夜熬战39军共毙伤俘敌10000余人，其中美骑1师5000多人。击毁缴获坦克38辆、汽车270余辆、各种火炮119门，缴获飞机4架。
这是美国这支“王牌”部队有史以来，遭受损失最为严重。不过这仅仅是他们恶梦的开始。