渡南漢江，進攻至水原附近地區。第三次戰役後，志願軍減員嚴重，急待休整。此時，第八集團軍司令官李微奇卻發起了北進攻勢，第四次戰役又開始了。為打破優勢敵軍的進攻，40軍轉到東線與39、42、66等3個兄弟軍一起發動橫城戰役，全殲韓8師和美2師一個營，共1、22萬餘人。其後，40軍出動3個團圍攻中部戰線結合部砥平裡。這場戰鬥打得極為慘烈，被圍的美法軍縮成一團，以過於猛烈的炮火頑強阻擊。志願軍6個團反覆衝擊3天，屍橫遍野，卻無法拿下這個鋼鐵堡壘。在美軍增援部隊的攻勢下，志願軍只好灑淚撤退。其時被大雪掩蓋在戰場上的中**隊屍體就有2000多具。40軍在此戰中傷亡亦達2000餘人。
在四次戰役後期的防禦階段中，40軍在金化以南地區節節抗擊，苦戰42天，連戰美陸戰1師、騎1師、美24師、美25師、韓6師各部隊，殺傷敵軍5000餘人。
不久後，五次戰役發起。40軍向南穿插加平地區，以割裂聯合**防線。40軍一路猛進，經5天穿插，突進60公里，完成了預定任務。但全域性並不樂觀，美軍且戰且退，用火力消耗中**隊的進攻，直至攻勢且盡。在中**隊全線後撤之際，聯合**發起了迅猛反擊，一時打得中**隊措手不及。40軍先於全軍後撤，回至金化