密電毛澤東說：“為增加帝國主義內部矛盾，可否播發中、朝兩軍擁護限期停戰，人民軍與志願軍從烏山、太平裡、丹邱裡線北撤15—30公里的訊息，如同意請由北京播出。”翌日，毛澤東覆電彭德懷，主張向南打下去。覆電要求：“我軍必須立即發起第四次戰役，以殲滅兩萬至三萬美李② 軍，佔領大田、安東之線以北區域為目標”：“中朝兩軍北撤15—30公里，發表有限期停戰的新聞是不適宜的，敵人正願我軍撤退一段地區，封鎖漢川，然後停戰”：“我軍沒有補兵，彈藥也不足，確有很大困難。但集中主力向原州打下去，殲滅幾部分美軍及四、五個南朝鮮師的力量還是有的。請你在高幹會上進行說明”。彭德懷收到毛澤東覆電，當即決定中朝聯軍停止休整。
“聯合國軍”於1月25日發動反攻後，美軍兩個軍、英軍兩個旅及土耳其、希臘和南朝鮮軍沿南漢江西岸至水原線，拼命向北猛攻。彭德懷將中朝聯軍組成東、西、中3個集團，與敵進行第四次戰役。29日，中朝兩軍高幹會提前結束，彭德懷在會上做了緊急作戰動員，決定採取“西頂東放”的作戰方針，即西線在漢江兩岸頂住敵人，東線將敵人有計劃放進來，在運動中尋機殲敵。經請示毛澤東，覆電說：“部署甚好，預祝勝利。”經8天的激烈戰鬥，志願軍堅守了主要陣地，但敵人攻勢猛烈，志願軍五十軍、三十八軍傷亡較重，從而被迫節節抗擊，阻止敵人前進。
中國人民志願軍在新年前夕舉行的第三次戰役，由於前進過遠，供應線延長，再加冰雪路滑，氣候嚴寒，敵機轟炸，致物資供應極為困難，造成志願軍在第四次戰役中的被動局面。鑑於此種情況，彭德懷於1月31日給毛澤東發電說：“第三次戰役即帶著若干勉強性（疲勞），此次戰役則帶有更大勉強性。如主力出擊受阻，朝鮮戰局有暫時轉入被動的可能。”
中朝聯軍憑少量小型火炮和步兵武器抗擊敵人的猛烈進攻，彭德懷接連不斷地收到前線發來的告急電報和電話。他十分焦急，致電中央軍委請速調第十九兵團入朝，並希儘快設法解決志願軍的後方供應和空中掩護問題。
2月4日，金日成來聯司與彭德懷會談，瞭解中朝聯軍的防禦作戰情況和下一步計劃。彭德懷詳細彙報情況，聽取了金日成的意見。經過商談，金日成對他目前力爭停止敵人前進、並從各方面加緊準備、仍作長期打算的方針，表示完全同意。
西線“聯合國軍”在佔領志願軍第一線陣地後，繼續猛烈進攻。中朝聯軍奮勇抗擊。此時，因敵機猛烈轟炸，漢江開始解凍，為避免背水作戰，彭德懷於2月7日命令人民軍第一軍團和志願軍五十軍主力撤至漢江北岸組織防禦，三十八軍仍留漢江南岸掩護主力向橫城地區集結，並保障東線部隊的側翼安全。
2月8日，“聯合國軍”向漢江逼近。10日，佔領了仁川港，以數師兵力猛攻三十八軍陣地，戰鬥空前激烈，在敵炮火猛烈轟擊下，三十八軍指戰員既無堅固工事依託，又無炮火支援，仍前仆後繼，不畏犧牲，守住了陣地，大量殺傷了敵人。
在東線，“聯合國軍”於1月31日發起進攻，彭德懷電令鄧華指揮的東集團主力於5、6兩日相繼出動，向洪川以南地域迅速開進。這時，“聯合國軍”被志願軍阻止在砥平裡和橫城以北地區，形成突出態勢，造成志願軍從其側面反擊的有利戰機。彭德懷遂決定對橫城和砥平裡地區之敵實施反擊。關於攻擊目標，他在徵求鄧華、韓先楚意見後，原擬圍殲砥平裡之敵。但隨即得知砥平裡之敵兵力集中，戰鬥力較強，且已構築了工事，不易迅速分割殲滅。考慮到如一晝夜不能解決戰鬥，則利川及原州附近的敵軍可能來援；如兩晝夜還不能解決戰鬥，則水原方向之美軍，亦可東援，這樣就會打成消耗仗；志願軍將處於極為不利境況。因此，聯司迅速改變部署，決以志願軍4個軍和人民軍兩個軍團先攻橫城地區戰鬥力較弱的南朝鮮軍五、八兩個師。
2月11日晚，志願軍鄧華集團和人民軍金雄集團共7個軍，根據彭德懷的命令，對橫城附近之敵開始戰役反擊。經過兩夜一天的激烈戰鬥，圍殲了向北猛進的敵人，狠狠地打擊了敵軍進犯的氣焰。美軍第八集團軍司令李奇微回憶道：“2月11日夜間，共產黨發動了反攻。在中共軍隊進攻面前，美二師遭受重大損失，尤其是火炮的損失更為嚴重。這些損失是由於南朝鮮第八師倉惶撤退造成的，該師在敵人的一次夜間進攻面前徹底崩潰，實際上是全軍覆沒。”① 這次反擊作戰於13日晨結束，鄧、金集團密切配合，共殲敵1。2萬餘人（其中俘敵7