当晚9时，第三四七团和第三四八团都按预定计划攻占了云山城外的高地。汪洋看看到了节骨眼上，放出了手中的预备队第三四六团。第三四六团团长吴宝光看人家打仗正憋得难受，一听师长叫出击，长长地舒了一口气，立马来了情绪：“尖刀连，上！往云山城里冲，不准贪小便宜！”尖刀连第四连在连长王振斌率领下，像离弦之箭冲进了焰火满天的夜幕中。在离云山城还有400多米的时候，敌人打过来的迫击炮火把他们拦住了。“郑长官，去把狗日的端了！”连长大喊。一班长郑长官率领全班悄没声儿地摸了上去，猛扑进敌人阵地。正在装炮弹的美国兵全呆了，瞬间的“定格”之后，随着一声通常只有受惊的女人才会发出的凄厉尖叫，工事里乱成了一锅煮开的粥，四处蹦跶着想要奔逃的美国兵。根据连长的交代，郑长官他们一枪没放，全用刺刀干活，片刻工夫，就把美国兵全拾掇了。哼，知道吧？这是土八路的家传功夫。王振斌带着第四连继续往前冲，冲到城边发现一大把电话线。“哈哈，跟着电话线冲，肯定逮住个指挥所。”他们顺着电话线往云山街内冲。直到冲过三滩川大桥，闯进那一大把电话线的尽头处，听到里面一片哇哇乱吼和电话铃声后，他们才突然开火。这当口，大炮也好，飞机也好，全没冲锋枪和手榴弹管用。一阵手榴弹的闷响和爆豆似的冲锋枪声后，里面就只有进的气儿，没有出的声儿了。事后才知道，这是骑兵第八团的一个指挥所。
云山街上顿时一片混乱。副班长赵子林用爆破筒炸毁了一辆坦克，战士们把十几辆汽车也给点着了，整个云山城里呐喊声和爆炸声此起彼伏响作一片，满街都是晕头转向、狂奔乱跑的美国兵……不一会儿，第三四六团主力也跟进云山城里，相继与第三四七团、第三四八团部队会合，与美军进入巷战。仗打成这种脸对脸的形势，美国兵们那可就真遭罪喽。
骑八团团长雷蒙德·帕尔马上校见势不妙，赶紧下令丢弃重装备撤退。骑八团第一营、第二营腿长跑得快，损失过半后总算冲了出去。配属给骑八团的坦克第七十营和野战炮兵第九十九营也不甘落在人后，痛痛快快潇潇洒洒地把装备一扔，也飞快地跑得没影儿了。骑八团团直属队和第三营可就没那么走运了。骑八团第三营营长罗伯特·奥德蒙少校正在营指挥所的帐篷里部署逃跑事宜，一伙戴着狗皮帽子端着冲锋枪挺着刺刀的队伍就不声不响大摇大摆地走过了诸仁桥，闯进了第三营的营地。第三营的去路就这么兜头被堵住了。被堵住了去路的美国兵也很喜剧，居然大大咧咧地还跟这帮子人握手拍肩还“哈罗”。结果“哈罗”声儿还没有落地，就听得几声短促的喇叭响，接着就帐篷起火，汽车爆炸，人仰马翻，鸡飞狗跳。片刻工夫，整个营地就让手榴弹、冲锋枪乃至刺刀给搅和得七荤八素乱作一团……
奥蒙德少校出来想问个子卯，当即就被一排手榴弹炸翻在地。对这种打法，侥幸脱逃的美国兵们很长时间都心有余悸：“这是西部牛仔与印第安人式的战斗！”这是耍清川团长率领的第一一五师第三四五团，那“端着冲锋枪挺着刺刀不声不响大摇大摆闯过诸仁桥的队伍”就是第一一五师师长王良太的心肝宝贝疙瘩——第一一五师警卫连，不到节骨眼儿上一般都舍不得往外掏。现在当然是节骨眼啦！不走运的骑八团残余部队好容易才在诸仁桥以北开阔地带用坦克围成了一个180多米的环状阵地，在密集而又猛烈的航空火力掩护下，算是勉强扎住了阵脚。但剩下的人好多已经是焦头烂额的伤员了。11月2日和3日白天，骑八团被围部队在飞机坦克支援下拼命突围，始终未能得逞。美骑兵第一师师长霍巴特·盖伊少将万般无奈，忍痛将该营丢弃，掉头南撤。这当口，谁顾得上谁啊！
高炮第一团运气不太好。配属第一一六师的高炮第一团，为掩护主力作战，在团长王士谦指挥下，用老旧、低射速的日式高炮与美机作战，击落敌机1架，击伤3架。但炮团自身却伤亡百余人，炮也大部分被毁。“汪师长，我们没打好，对美国飞机估计不足，伤亡太大，损失也太大了！”一把络腮胡子的王士谦满脸惭愧。
“没关系没关系，你们掩护了我们指挥机关的安全，炮坏了再装备嘛，打仗哪有不伤亡的。”汪洋心想这已经不错了，高炮团同志们那么勇敢，敌机把阵地炸成一片火海了还拼命打，有这股精气神儿早晚能让老美喝一壶。
这是志愿军第一次高炮防空作战，虽英勇顽强，但效益不佳。不过，确如汪洋所料，该团后来回国改装苏式高炮，扩编为高炮第六十一师，第四次战役后再次入朝，表演上乘，屡有斩获。11月3日白天，被围美军指挥官罗伯特·奥蒙德少校作出决定：伤员留下向中国军队投降，其余人分散突围。这是他在骑八团第三营营长任上下达的最后一个命令。两小时后，奥蒙德少校伤重不治，一命呜呼。公道地说，这家伙能扛到这会儿，也不失为一爷们儿。
入夜，第一一五师副师长颜文斌指挥第三四五团主力向诸仁桥被围美军发起猛攻。战至拂晓，随着一支俘虏队伍走出诸仁桥，这支美军部队已不复存在了。有老战士称，仗打到后头俘虏都挺好抓的，吼一声就能吓跪一片美国鬼子。连耍清川团长本人也逮了两个活的。被俘的美国兵对中国兵们说：“我们早该投降了！”
“为什么？”中国兵们挺纳闷。“我们美军投降有四个条件：一是子弹打光了，二是没饭吃，三是通讯联络中断，四是被包围突不出去。而我们完全符合这四个条件。”中国兵们愕然：这队伍，就凭这“四个条件”打仗？一位美军少校对第一一五师参谋长程国璠说：“我参加过第二次世界大战，在欧洲战场上从没有碰到过这样的战法，我在西点也从没学过这种战法，你们中国人这种奇奇怪怪的打法，我们确实没法对付……”这下轮到中国官们愕然了：要跟中国人交手了，也没现学两招？11月6日，美骑兵第八团第三营的番号被美国陆军撤销。
在云山奇袭的同时，第三四三团在龙头洞两天两夜的阻击战也打得精彩、热闹、出色。11月1日清晨，志愿军总部向第三十九军军部通报敌情：美骑兵第一师援兵已进至龙山洞地区。吴信泉当即令第三四三团团长王扶之率部南下，在龙山洞至云山的公路上构筑工事，阻击援敌。第三四三团赶到离龙山洞不远的明堂洞，王扶之先放出团侦察排到龙头洞公路上侦察敌情，然后在明堂洞一所学校里召集连以上干部会议，进行战斗部署。会刚开了一会儿，侦察排派人报告，宁边增援云山的美军已经离龙头洞不远了。王扶之立即中止会议，令部队马上出发抢占龙头洞东北制高点185.8高地。正巧，遇上美国兵也正从南坡往高地主峰爬。眼睁睁地看着两支部队抢山的王扶之，心都提到了嗓子眼儿。前卫第九连是个红军连队，连长吕庆祥、政治指导员王珏都是参加过辽沈大战的老战士，他们率领全连先敌几分钟抢上主峰。王扶之一拍大腿：“好样的好样的，这才像个红军连队，像老子的兵嘛！”说着说着他按捺不住，跳起来也跟着往山顶上冲。警卫员扑上去连抓几把也没抓住，只好也跟着往上冲。弄得一条山沟里都在嚷嚷：“团长上来了，团长上来了！”这士气，那还了得？第九连一个反冲击就把敌人压到山下去了。抓住俘虏一问才知道，这是美骑兵第一师第五团。
第三四三团主力乘机迅速展开，将骑五团挤到一片平地上。
27岁的团长王扶之原本就是个打偷袭的行家，脑袋十分灵光，站在山头上用望远镜四处一瞅，一眼瞅到了大约两个连的美国兵被压在龙头洞学校里。这绝对是一道下饭菜。王扶之一个电话打到第一营，命令他们晚上派一个连队向敌人出击。当晚22时40分，第三四三团第一连冲进龙头洞学校。疲惫不堪的骑五团官兵们被搅活了整整一个晚上，被迫与穿墙破壁冲进院子里来的中国兵们打他们原本就勉为其难力不从心的白刃巷战，坦克大炮压根儿使不上劲儿。两个小时之内，骑五团Ｂ连就被干干净净地解决了。一个连解决美军一个连，这是个抗美援朝之最。这个战例后来受到了志愿军总部的通令嘉奖。
第三四三团与骑五团激战了两天两夜。尽管美骑兵第一师第五团竭尽全力，美第一军军长弗兰克·米尔本少将和美骑兵第一师师长霍巴特·盖伊少将也亲自到阵前督战，还是始终未能越雷池一步，扔下了大批尸体不说，团长哈罗德·约翰逊上校也吃了一颗迫击炮弹，被击成重伤。
第三四三团的伤亡也很惊人，一个一百五六十人的连队，一仗下来，只剩几十个人。有人扛不住了。第三四三团第一营政治教导员觉得阵地守不住了，自己把手打伤，退出阵地，副营长也临阵脱逃；营长肋间受了点轻伤，也下了火线。营干部下来三个，三连阵地也让人家给占了去。团长王扶之大为恼火。妈的，咱第三十九军是支红军老部队，怎么会有这样的孬种？这还是咱第三十九军的人吗？老子今天就不信邪，非给这狗日的美国王牌军一点颜色看看不可。他叫来团侦察股长薜强：“现在我命令你代理第一营营长，继续指挥全营战斗。”“是，团长！”薜强胸一挺。
“你给我把九二步兵炮拉到路口去打。”“团长，敌人炮火正猛，上不去呀！”“上不去一个连，上一门也好，上不去你小子就不是咱第三十九军的种！”“是！”薜强硬是顶着猛烈的炮火，把炮连的几门九二步兵炮拉上了路口，直接向蜂拥而来的敌步兵和坦克猛烈开火。大炮上刺刀，老法宝。扔下大片尸体的敌人缩了回去。王扶之一咬牙一跺脚，把一直没舍得动用的第二营投入战斗，一个冲锋打上去，恢复了失守的第三连阵地，还活逮了40多个美国兵。仗打到节骨眼上的时候，起决定作用的往往是指挥员和战斗员的意志品质，尤其是指挥员。
此后两日，骑兵第五团团长哈罗德·约翰逊上校在师长盖伊少将的严令之下，指挥骑五团部队连续向第三四三团发起猛烈进攻，坦克、大炮实施密集射击，飞机也投掷了大量的凝固汽油弹，致使仅依托野战工事的第三四三团阻击部队伤亡不断增大。
然而，同样付出了很大伤亡的骑五团也始终没迈过这道坎。
指挥龙头洞阻击战的王扶之后来官至总参作战部部长，1955年中国人民解放军第一次实行军衔制时被授予大校军衔，并于1964年晋衔少将。这少将军在抗美援朝战争的团级干部中，可能是独一份儿。11月3日，云山之敌被歼后，打熬不住的骑五团见大势已去，唯恐遭到骑八团同样命运，扔下大批尸体和伤员，慌忙逃走了。
与此同时，第一一七师主力在师长张竭诚、政治委员李少元率领下，分别从泥踏洞、柯树洞、马场洞向三巨里方向攻击前进，在两天两夜的长途奔袭中，把美骑兵第一师配属的炮兵部队打散了架。美军炮兵们纷纷扔下大炮放了羊，让第一一七师捡了不少洋落。
云山战斗胜利结束。
云山战斗，第三十九军歼灭美骑兵第一师第八团大部、第五团一部及韩军第一师第十五团大部和第十二团一部，共计毙伤俘敌2046人，其中美军1840人，缴获飞机4架，击落飞机3架，击毁、缴获坦克28辆，汽车176辆，各种火炮119门及大量枪支弹药和物资器材。
美骑兵第一师1921年9月13日成立于美国德克萨斯州，其最早的底子是1855年成立的骑兵第二团，这个骑兵第二团在1861年更名为骑兵第五团，在美国国内战争期间是屡建功勋、很有传奇色彩的王牌劲旅。在参加太平洋战争之前，该师改编为机械化步兵师，但保留骑兵传统，沿用骑兵番号，全师所有人员着装和车辆上均印有马头标记。
多年后，日本陆上自卫队干部学校教材《作战理论入门》将云山之战作为模范战例收入。
一战扬名！
在云山战斗进行的同时，西线第三十八军相继攻占新兴洞、苏民洞、球场、院里地区；第四十军向宁边突击，在上九洞、古城洞、墨时洞一线与韩军第一师主力发生激战；第六十六军主力进至龟城以西大星洞、犁邱洞、白云洞、青龙洞地区，阻击与钳制美步兵第二十四师；刚入朝的第五十军第一五师进至白马、四下洞、仓铺洞一带，阻击英二十七旅。
美第八集团军司令官沃克一看“联合国军”侧翼受到了威胁，急电麦克阿瑟，声称遭到了“组织有方、训练有素的生力军，其中一些是中共部队”的伏击，而美韩军缺乏弹药、缺乏食物，后路也有被切断的危险。
11月3日，沃克下令第八集团军部队全线撤退。
“联合国军”在大量飞机、坦克和炮火的支援下交替掩护撤退。彭德怀为发展胜利，电令各军立即采取一切办法抓住当面之敌，不使脱逃。
11月3日后，西线各军转入追歼作战。
第三十八军主力于3日向军隅里攻击前进，4日攻占军隅里东北龙登里、飞虎山等地后，被韩军第七师、第六师残部以及当日由顺川北援的美步兵第二师所阻，配属该军的第四十二军第一二五师于4日占领德川，与隔在敌后的朝鲜人民军第四、第七师团会师。
第三十九军除一个师打扫云山战场外，其余两个师转入追击。4日，前出至博川、大扬洞、上甘城、宁岘地区，并在上扬五里歼灭英步兵第二十七旅一个榴炮营。
第四十军经连续突击，将韩军第一师主力压缩至宁边地区，迫使其于是日黄昏向博川、安州方向退却。该军随即转入追击，4日前出至宁边西南花田里、修隅洞一线，并在龙渊里歼灭美步兵第二十四师第十九团一个加强步兵连。第五十军前出至铁山、古军营地区。第六十六军因未能及时以主力插向敌后，敌人后撤时又未能及时向敌侧后突击，因而未能抓住美步兵第二十四师。该敌与英步兵第二十七旅均由博川撤逃。
至此，美第八集团军所属部队除一小部分扼守清川江北岸滩头阵地外，主力全部撤至清川江以南。虽然胜利远远超出出国时的预计，但毛泽东、彭德怀歼灭3个韩军师的意图却未能完全实现。战争，也是遗憾的艺术。
