战场详情全角度鸟瞰
1950年的最后一天，12月31日，三八线附近寒风凛冽，大雪纷飞，气温骤降。当晚17时，志愿军在西起临津江口，东至麟蹄的200多公里的宽大正面上，向联合国军发起总攻。
整个12月31日晚的作战情形是这样的：
第39军在炮兵第26、第45团（超过70MM口径火炮32门）的支援下，于新垈、土井地段突破。其116师利用地形、积雪、稻草等将突击部队7500余人在韩军前沿伪装隐蔽一昼夜未被发现，发起冲击时仅用十几分钟便突破韩第1师的防御正面，激战一夜至第二天凌晨5时，突入韩军防御纵深约10公里。其117师担任迂回穿插任务，途中打破韩军数次阻击，于第二天拂晓前突入纵深15公里，穿插进入韩6师与韩1师的结合部，切断韩两个师之间的联系。
第40军在炮兵第42、第29团的掩护下，与当面之韩6师苦战一夜至第二日拂晓，韩6师南撤，志愿军119师突破临津江防线，突入防御纵深12公里，但对战地情况不熟悉，未能将其截住，致使韩6师大部分脱逃。
第38军在炮兵第25、46团的支援下，以两个师从楼垈至板巨里地段突破，其114师突入纵深20公里，随即38军主力向抱川、议政府方向攻击前进，至1日晚进占新邑里，抱川之联军南撤。
第50军在第39军的协同下，也在当晚从茅石洞至高浪浦里突过临津江，突入阵地2公里，占领紫长里地区。
第42军在炮兵第44团的支援下，于观音山至拜仙洞地段突破，于1日拂晓前占领蛾洋岩地区，其124师于昼间突击猛进，突入联军纵深约50公里，然后继续向加平方向发展进攻。
第66军于龙沼洞、马坪里、园坪里地段突破韩第2师和第5师防御前线，向韩军纵深突入，与第42军124师将韩第2师大部和第5师包围于修德山、上南淙、下南淙地区，经1日晚一夜激战全歼其主力3200余人。
朝鲜人民军也有第1、2、5军团越过三八线，向洪川、横城、原州方向渗透，防线正面的韩第3师向南逃撤。
美第8集团军整体向南撤退，撤退之时实行“焦土”政策，将学校、粮库和茅草屋等容易被志愿军利用的建筑焚烧一空。
美第5航空队倾巢出动，对沿开城到汉城和沿涟川到汉城向南开进的志愿军进行了猛烈攻击，1月1日出动各型飞机564架次，2日又出动531架次，平均每隔10分钟就有一批战斗轰炸机起飞。
志愿军和人民军冒着美空军轰炸，继续进攻。至2日拂晓，志愿军右路纵队已推进至坡州里、仙岩里、七峰山及议政府东北一线，平均突入韩军防线15-20公里。左路纵队第66军主力和第42军124师于2日攻占加平和春川，其联合国军早已向南逃撤。
至此，联合国军在三八线附近的既设防御阵地已彻底崩溃。
2日晚和3日上午，志愿军各部不顾连日作战疲惫继续向南攻击前进。
第50军向高阳方向攻击，第39军向汉城方向，第38、40军攻占议政府东南水落山区，42军主力、第66军一个师分别由加平、春川渡过北汉江向洪川方向追击。人民军第2、5军团继续向洪川、横城方向截击南撤之韩军。
联合国军于1月3日下午自汉城撤退，美第8集团军撤退的当天，使用汽油弹和炸弹对汉城、仁川、金浦机场进行了彻底破坏。联合国军向南急速撤退，李奇微命令自3日下午起，汉城桥梁和来往要道除军队外，民间车辆一律禁止通行，以保证美第8集团军顺利撤退，他甚至下令可以直接向不听招呼的难民开枪射击。
1月4日下午，志愿军39军116师和人民军第1军团占领汉城。
1月5日，志愿军第50军和人民军第1军团渡过汉江，继续向南追击，至8日，占领水原、金浦、仁川等地。
鉴于志愿军和人民军在攻击过程中未能大量歼灭联合国军有生力量，而李奇微更像是在有计划地诱敌深入，造成志愿军和人民军侧后东西海岸防御空虚，侧翼暴露，且后勤供应困难，为避免战役被动，彭德怀果断下令前线各军停止攻击，结束战役，转入休整。
从战役经过上看，此役志愿军和人民军全面越过三八线，逼近三七线，战线向南推进了80-110公里，虽未能大量歼灭联军有生力量，但振奋人心、鼓舞士气，扩大了国际影响，在政治和军事上占据了主动。