4月29日，志愿军结束进攻。
30日，李奇微即命令联合国军向志愿军发起反击。
也就是说，这次李奇微一天时间也没有给彭德怀。
李奇微安排的这次进攻，规模不大不小，主要是试探性质。目的在于查明志愿军动向，破坏志愿军新的进攻准备，掩护其主力调整部署。
同时，李奇微加大了调整力度。美军骑兵第1师与美军第3师换防，韩军第2师参加第一线防御作战，韩军第8师被调为美军第8集团军的预备队。
至5月8日，联合国军进占高阳、水落山、禾也山、于论里、龙浦里一线。
可以说，敌进我进，毛泽东和彭德怀在第一、二次战役中用过的战法，美国将领李奇微也用上了。
此时，昭阳江以南的联合国军的势态突了出来，且驻守部队都是韩军。志愿军司令部决定：集中第9兵团（缺第26军，配属第12军）、朝鲜人民军集团（第2、3、5军团）共六个军于东线，首先歼灭县里地区的韩军第3、5、7、9师，而后视情况再歼灭韩首都师及韩军第11师。
第3兵团（欠第12军，配属第39军两个师）钳制美第10军，割裂美军和韩军的联系，使其不能东援。
第19兵团（指挥朝鲜人民军第1军团）在西线钳制美军主力，配合东线作战。
志愿军第26军、第40军于第一阶段结束后，分别北移至元山以南及平壤以北地区休整，并向东西海岸方向警戒。
5月16日黄昏，志愿军向联合国军发起了进攻。
17日，志愿军第20军与朝鲜人民军第5军团先后到达美山里、芳台山地区，将韩军第9师、第3师退路切断。经两天激战，两个师大部被歼，并缴获其全部重装备，很多韩国军人狂逃溃散到丛山密林中。中朝军队只好漫山遍野抓俘虏。
经过激战，志愿军粮弹已经耗得差不多，无奈，只好原地等待补充。
一等就是三天。
就这三天时间里，失去了向敌纵深发展的宝贵战机。
第27军于17日在上南里地区歼灭韩军第5、7、9师共五个营，将韩军第5师、第7师击溃，缴获大量装备，但由于第12军、朝鲜人民军第2军团，分别受阻于自隐里、雪岳山地区，未能及时完成战略迂回任务，致使敌人南逃。
第3兵团经数日激战，歼美军第2师一部，但因敌人顽抗，前进受阻，也未完成割裂任务。
西线敌军为策应其东线作战，于20日向志愿军发起了有重点的进攻，迫使第19兵团转入防御。
韩军的四个师被击溃后，撤至九城浦里、丰岩里、下珍富里地区。
美军第10军主力快速东移，美3师和韩军第8师以摩托化行军，仅十几个小时就行进100多公里，迅速堵塞了缺口，建立了纵深防御。
至此，联合国军又形成东西相连的完整防线。
这就是机械化装备的效果。
而此时，中朝人民军队经过连续作战，部队相当疲劳，前线各军断粮的已经有一半以上，继续进攻困难很大。加之战役未消灭美军师、团建制部队，为保持主动，使主力休整，遂于21日停止进攻，第二阶段结束。
第二阶段作战，共歼敌2.3万余人。
志愿军停止了进攻。
该轮到联合国军了。联合国军总司令李奇微，根据对中国军队“肩上后勤”能力的计算，认为中国军队粮弹基本耗尽，又没有得到新的补充，锐气已失，便命令：以逸待劳的联合国军4个军13个师，于22日开始，全线反扑。
是老虎，总是要吃人的！
这次，轮到虎吃人了！