十八軍斷後，三十九軍、四十軍分殲雲山、寧邊之敵，新入朝的六十六軍鉗制美、英軍隊，對敵分割包圍。
11月1日15時，志願軍各軍、師遵照命令，對當面之敵發起圍攻。三十九軍提前發動攻擊，經一夜激戰，攻佔了雲山，殲滅美軍騎一師第8團大部和南朝鮮軍一部，繳獲大批物資。志願軍與美軍的第一次交鋒，取得勝利。
在志願軍各軍的連續突擊下，敵人深恐後方交通被切斷，遂於11月3日在大量飛機、火炮和坦克的掩護下全線撤退。彭德懷即令各軍“採取一切辦法迅速抓住敵人，不讓敵人逃脫”，又命三十八軍迅速向軍隅裡、新安州方向切斷敵人與後方的聯絡。由於三十八軍沒有按時到達指定殲敵位置，敵人大部漏網逃走。11月4日，西線敵軍除以小部兵力阻止志願軍進攻外，其主力全部撤至清川江以南。彭德懷對這次精心部署的殲敵方案沒有完全實現大為惱怒，考慮到殲敵機會已失，部隊所帶糧彈消耗將盡，如渡過清川江追擊，勢必陷於不利態勢；同時敵人主力未被殲滅，很可能再次發動進攻。為保持下一戰役的主動，即於5日下令西線各軍停止進攻，結束戰役。
東線志願軍四十二軍奉彭德懷之命，�