他被分配在一个步兵营营部当通信员。10月19日下午，黄继光跟随营副参谋长张广生来到第6连，参加晚上的反击战斗。从黄昏战至深夜，第6连已连续发起了五次冲击，都因为敌人的一个中心火力点未被摧毁，部队被阻在山梁前面不能前进，而且遭受很大伤亡。经营副参谋长与连长、指导员研究决定，组织了9名立过战功的战士编成“功臣第六班”，分三个小组对敌人中心火力点进行爆破。但是，三个小组的爆破都没有成功。这时，离天亮只有40分钟了，如不尽快炸毁这个中心火力点，反击任务便难于在天亮前完成。
在这关键时刻，黄继光挺身而出，主动请求爆破任务。
营副参谋长与第6连连长商定，任命黄继光为该连第6班班长，带领战士吴三羊、肖德良去执行爆破火力点的任务。
黄继光提起两个手雷，带领着两个战友，勇敢地跨出了坑道口。临走时，他对营参谋长和坑道里的战友们说：“让祖国人民听我的胜利消息吧！”
敌人火力点里的7挺机枪撒开一个稠密的扇形火网，子弹像大雨一样地打在被炮弹炸起的山坡上的虚土里。在照明弹的光亮下，黄继光提着手雷，带领着两个战友跳跃前进。当冲到离敌人的火力点三四十米时，吴三羊中弹牺牲了，肖德良身负重伤，紧接着黄继光也被打倒在地上。
然而，倒下的黄继光并没有死，他的左臂和左肩挂彩了。黄继光清楚，爆破的任务完全落在他的身上了。
于是他忍着剧痛，登着山坡上的虚土、碎石和敌人的尸体，向着火力点爬去。爬到离火力点只有八九米的地方，他就挺起胸膛，举起右手，准备把手雷扔向敌人。
正在这时，一梭子机枪子弹又射进了他的胸膛，他又倒下了。黄继光昏迷过去。但他醒来时，忍着剧烈的疼痛，挣扎着用负伤的左臂半支起身体，然后用最后的力气举起右臂，把手雷向火力点扔过去。“轰！”的一声，手雷在距离火力点不远的地方爆炸了。火光夹着黑烟冲天而起，敌人的机枪不响了，黄继光也被这巨大的爆炸声震得昏迷过去。
在一刹那的寂静之后，忽然火力点里的机枪又叫了起来。那里的地堡是被炸塌了，但没有被炸死的敌人仍用机枪扫射着，刚刚发起冲锋的反击部队又被它压在山坡上。在这时候，黄继光又苏醒过来。他带来的两个手雷，有一个已经用掉了，另一个在左臂负伤时丢掉了。现在他已经没有一件武器，有的只是一副对敌人充满仇恨的有了7个枪洞的身体。这时天快亮了，而志愿军的突击队还在敌人的火力压制下冲不上来。后面坑道里营参谋长在望着他，战友们在望着他，马特洛索夫的英雄行为在鼓舞着他。这时，战友们看见黄继光突然从地上一跃而起，像一支离弦的箭，向着火力点猛扑过去。他用自己的胸膛抵住了正在喷吐着火舌的两挺机关枪，为反击部队开辟了前进的道路。
“为黄继光报仇！为光荣牺牲的战友们报仇！”志愿军的反击部队像海涛一样地卷上山头，占领了阵地。
在激烈的近战中，守在上面的两个营的敌人，共1200多人全部被歼灭了。
黄继光的英雄行为，充分表现了中国共产党教育的战士，具有为正义与和平而勇于自我牺牲的无比高尚的思想品质。为了表彰黄继光的伟大精神和不朽功绩，第15军党委追认他为中国共产党党员。志愿军领导机关给他追记特等功，追授特级战斗英雄称号。朝鲜最高人民会议常任委员会授予他“朝鲜民主主义人民共和国英雄”称号和一级国旗勋章、金星奖章。
阵地夺回来了，敌人又进行了疯狂的反争夺。10月20日5时，敌人在30架飞机和大量炮火的配合下，以两个营的兵力向志愿军阵地轮番攻击。激战终日，除597·9高地西北三个阵地为志愿军控制外，其余表面阵地又被敌占领。志愿军防守部队再次退入坑道坚持战斗。
“这一阶段作战”，志愿军副司令员杨得志说，“敌人投入了7个团17个步兵营，我第45师投入3个团21个步兵连。双方都使用了异常猛烈的炮火，敌使用炮兵18个营，300余门火炮；我使用山炮以上火炮19个连，46门，火箭炮6个连，24门。敌人白天进攻，我军入夜反击，几成规律。在7天作战中，除昼间不断地实施阵前反击外，我还有计划地实施夜间反击7次，其中3次全部恢复阵地，4次局部恢复阵地。敌被我歼灭7000余人。”
据美方俘虏供认，“联合国军”所参战的18个营，每个营、连都轮番打了两三次。美第17团一天战斗即伤亡过半，有一个连只剩下一个少尉。志愿军第15军第45师有21个连队投入战斗，伤亡3000余人。各连的伤亡都超过半数，个别连队只剩下几个人，再无力组织较大的反击，必须调动二梯队投入战斗。10月20日晚，中国人民志愿军代司令员邓华下令：“我前沿部队全部退入坑道。”于是，开始了第二阶段的艰苦卓绝的坑道战。
激战至11月18日，志愿军第12军第34师第106团投入战斗。由于双方均以密集炮火猛烈轰击，537·7高地北山表面工事全被摧毁，因而增加了反击后巩固阵地的困难。第106团在极困难的条件下，首先以小分队在纵深强大炮火支援下，在前沿阵地上与敌人进行争夺，掩护主力抢修坑道和表现面阵地工事，尔后依托坑道，以小兵群战术，继续大量杀伤敌人。11月25日，第106团共击退敌人50余次冲击，歼敌1400余人，彻底粉碎了敌人的进攻，巩固了537·7高地北山阵地。
至此，上甘岭战役遂以志愿军的胜利而告结束。
上甘岭防御战役历时43天，敌我双方在3.7平方公里的狭小地区，投入了10万以上的兵力，进行了持久的反复争夺，战斗激烈程度是空前的。特别是炮兵火力密度，按地区面积落弹量计算，在第二次世界大战中也是少有的。战役中，“联合国军”先后投入进攻的部队有：美第7师，美空降第187团(欠1个营)，南朝鲜第2师和第9师，埃塞俄比亚营，哥伦比亚营，共11个团零两个营，在战役进行中又补充新兵9000余人。此外，还有18个炮兵营，拥有105毫米以上火炮300余门，坦克170余辆，出动飞机3000余架次，总兵力约6万余人。
在志愿军方面，先后投入作战的有：第15军的第45师、第29师，第12军的第31师及第34师的1个团，榴弹炮兵第2、第7师，火箭炮兵第209团，第60军炮兵团，高射炮兵第601、第610团各一部，山炮、野炮、榴弹炮共114门，火箭炮24门，高射炮47门，另有工兵第22团第3营和担架营，总兵力约4万余人。
中外军事家评论：上甘岭战役，兵力、火力之密集，反复争夺之频繁，战斗之残酷激烈，为世界战争史上所罕见。战役期间，“联合国军”共发射炮弹约190万发，飞机投掷炸弹5000余枚；最多的一天为炮弹30余万发，炸弹500余枚。当时一些西方记者报道说：“山被炸低了，坑道被炸断了。”这绝非夸张之词。志愿军所坚守的两个高地，土石被炸松一至两米，不仅山上的树木完全炸光了，整个山头上连根草茎也找不到。
这次战役，据不完全统计，我共打退敌人营以上兵力的冲击25次，营以下兵力的冲击650余次。同时还进行了数十次的反击，最终粉碎了敌人的进攻。此役，我军共毙伤俘“联合国军”2.5万人，击落击伤敌机270余架，击毁击伤大口径火炮61门，坦克14辆。美国新闻界就此报道说：“美军的伤亡率达到一年来的最高点。金化攻势已经成了一个无底洞，它所吞食的联合国军军事资源要比任何一次中国军队的总攻势所吞食的都更多。”
“联合国军”总司令克拉克在他的回忆录《从多瑙河到鸭绿江》中也沮丧地说：“金化攻势发展成为一场残忍的挽回面子的恶性赌博。”“这次作战是失败的。”
美国新闻界评论说：“这次战役实际上变成了朝鲜战争中的‘凡尔登’。”“即使使用原子弹也不能把狙击兵岭(指537.7高地)和爸爸山(指五圣山)的共军部队全部消灭。”
