接替美第3师防务。

    10月3日，志愿军和人民军决定在“联合国军”部署没有大的变化之前，按原定计划实施第二阶段反击作战，并统一于6日开始动作；如有的军尚未准备好，也应进行佯攻予以配合，以便分散敌人兵力、火力而予以更有力的打击。

    10月6日黄昏，志愿军第一线7个军，共组织了1个团另13个连又23个排和35个班的兵力（按建制单位计算），在760门火炮支援下，在180公里的正面上，同时向“联合国军”防守的23处阵地发起攻击。各突击部队在炮兵部队和坦克部队的配合下，迅速勇猛地突入敌人的阵地，先后占领其阵地21处。其中除两处阵地的敌人因为惧怕被歼而先行逃窜外，有16处阵地的守敌全部被歼，有3处阵地的守敌大部被歼。同日黄昏，志愿军第38军的突击部队在猛烈炮火支援下，向被南朝鲜军吹嘘为“钢铁阵地”的“白马山”猛攻，很快突破了敌人前沿阵地，并占领了394.8高地主峰以北的6个山头，守敌大部被歼。此后，敌我双方又陆续投入兵力，在该高地及其附近山岭上进行激烈的争夺战，一直战斗了9昼夜。战至14日，我38军为避免增大伤亡，撤出战斗返回原阵地。该军在这次反击战斗中，共歼敌9600余人，但本部队死亡6700余人。8日至21日，第65、第39、第15、第12、第68军又先后进攻了敌人11处阵地，其中4处攻击未成，其余均达成预定目的。

    10月12日，志愿军第15军反击391高地。此高地位于铁原东北10多公里处，山势险要，有敌人1个加强连驻守，是敌人安在志愿军前沿阵地前的1个“钉子”。把它拔掉，不仅可以改善志愿军第15军防守态势，而且可以对敌人形成威胁。从我军前沿阵地到391高地，中间有3000米宽的开阔地。为缩短冲击距离和保证战斗发起的突然性，在战斗发起的前一天晚上，将冲击部队该军第29师的500多名战士潜伏在距敌阵地只有60米的草丛里。第二天上午，突然飞来4架敌机，在我军潜伏区投下几颗燃烧弹，烈火烧着了第9连战士邱少云的伪装物，火焰往上冒。他身后有一条水沟，但邱少云为了战斗的胜利和潜伏部队的安全，忍受巨大痛苦，严守潜伏纪律，依然趴在原地，一声不吭，一动不动，直至壮烈牺牲，以生命保证了战斗的顺利发起。在邱少云为了整体、为了胜利而勇于自我牺牲的精神鼓舞下，反击部队经过40分钟激战即攻占391高地，全歼敌1个加强连。此后，第87团与第44师第132团配合，在391高地同敌人反复争夺，先后打退敌人7个营兵力的多次反扑，歼敌2700余人，巩固了阵地。由于该军出色地完成了反击任务，战后受到志愿军司令部通报表扬。志愿军领导机关给邱少云追记特等功，追授一级战斗英雄称号。志愿军第15军党委追认他为中国共产党党员。朝鲜最高人民会议常任委员会追授他“朝鲜民主主义人民共和国英雄”称号和金星奖章、一级国旗勋章。

    按照原定计划，志愿军于10月22日停止反击，转入正常防御，志愿军首长鉴于敌人已于14日向上甘岭地区发动了所谓的“金化攻势”，战况日益激烈，为配合上甘岭地区的防御作战，决定将战术反击延续到10月底。遵照这一指示，23日以后，第65、第40、第39、第38、第15、第12军又先后攻击了14个目标，除3个目标攻击未成，1个目标的守敌撤逃外，其余均被攻克，守敌全部被歼。10月31日，志愿军结束了第二阶段战术反击作战，共对48个目标反击58次，巩固占领敌军阵地11处，毙伤俘敌1.89万余人。这一阶段的反击作战。因为是在统一计划、同一时间在宽大正面上组织实施的，使敌人顾此失彼，全线告急。

    中国人民志愿军全线性战术反击作战，取得了重大胜利