略地位非常重要，当电正好位于美第8集团军的战线中央。云山之战，对整个战局关系重大。志愿军总部将攻克云山的重任交给了第39军，但要求在美军翼侧迂回的部队断敌后路时再发起攻击。
第39军军长吴信泉对此战的重要性十分明白，同时对打好出国第一仗充满信心。他对志愿军副司令邓华说：“请总部首长放心，云山这一施子敌人我吃定了，咱39军包打云山”’10月28日，第39军隐蔽进至云山的西北、西南和东北地由指定位置，并攻占了云山附近的有利地形。这时，兄弟部队已经捷报频传，而第39军按照预定部署，却要按兵不动，隐蔽作战意图。对于一支荣誉感极强的部队而言，这种等待不营是一种煎熬。吴信泉本人虽有点急不可耐，但他对进攻的每一个细节仍然精雕细刻。他所掌握的情报是云山之敌为南朝鲜第l师的2个团，而不知道美军第8团级战斗队已经进入云山。所以他确定的作战方案是：
集中咽个团对云山实施进攻，以第l16师主攻，第l17师助攻，第115师主力阻敌打援，杀鸡用牛刀，一锤定音。
10月30日，志愿军总部最后同意第39军进攻云山的部署。总攻时间定在l1月1日19时30分。中美军队在朝鲜战场上的第一次较量即将爆发。但是，需要指出的，无论是美军还是志愿军，实际上对这次战斗都缺乏足够的心理准备，并不知道对手的实力。中美军队两支王牌军的较量是以一个戏剧性的开端而展开的。l1月1日早晨，云山地区大雾弥漫，加上连日激战所引燃的烟火，能见度极差。吴信泉接到志愿军总部的通报，称美第1骑兵师已经进至龙山洞地区。他高度重视这一情报，为防止美军北上增援，他马上派出一个团南下，到龙山洞至云山的公路上构筑阵地。
由云山通往龙山洞的公路是美第l骑兵师的主要补给线，沿九龙江河谷延伸，形成了两个大的弯曲部。靠近云山的弯曲部酷似一个骆驼头，龙兴江在骆驼鼻子处注入九龙江，两江汇合处有一座公路桥，称做诸仁桥。美军把诸仁桥周围地区叫做“骆驼鼻子”。由“骆驼鼻子”向南几千米，九龙江形成了第二个弯曲部，形状酷似一个乌龟头，其鼻子部位正好财准龙头洞，美军称此为“龟头鼻子”。“骆驼鼻子”和“龟头鼻子”是美军北进南撤的必经之路。
吴信泉派出的部队是志愿军第39军第343团。这是一个红军团，具有光荣的传统，作风顽强，尤其善于防御作战。吴信泉求第343团在“龟头鼻子”处设防，坚决阻止美军北援。时间紧急，接到任务之后，团长王扶之率全团白天以强行军向龟头鼻子”前进。
正午时分，正在行军的第343团被美军空中观察机发现。美军师长盖伊接到报告后，不由得倒吸一口冷气，这意味着对手正企图切断龙山洞通往云山的公路。他立即命令驻扎在龙山洞的第5骑兵团级战斗队指挥官约翰逊上校派部队向北巡逻；命令云山的第8切源部队驻守诸仁桥，保证公路畅通；命令空军和炮兵严密封锁通往“龟头鼻子”的山路。
志愿军第343团冲破美军飞机和炮火的封锁，抢先一步到达了“龟头鼻子”。部队还没构筑好工事，美军的北上巡逻分队到了。志愿军突然开火，领头的一辆美军吉普车轰然起火，瘫在公路中央。后尾的卡车接着被打燃，歪倒在路旁。美军士兵尚未弄清发生了什么事情，一场伏击战就干净利落地结束了。美军60人的排级巡逻队，只有几人逃回了龙山洞。
约翰逊得知巡逻队遭伏击，意识到问题的严重性，马上派出第l营向北攻击前进。自己随后率第2营到达“龟头鼻子”，亲自指挥部队向志愿军阵地发起了轮番进攻。
美军的攻势越来越猛，志愿军寸士不让。双方激战到了黄昏时分，美军已显疲惫，攻击势头明显减弱，志愿军则斗志正旺。王扶之抓住有利战机，命令第l营出击。第l营快如闪电，狠如饿虎，打得美军狼狈后撤。其中第l连全歼美军B连，创造了以一个连歼灭美军一个连的模范战例。
彭德怀接到战报，传令嘉奖第343团第l营第l连，称：“从此次作战中，可看出我军指战员的战斗素质与作战精神比敌人强。我以一个连即能歼灭美军一个连。”
第343团首战告捷，奏响了云山之战的序曲。不过，美军第8团团长帕尔莫却依旧在做着进军鸭绿江的美梦，他没有训令部队转人防御，只是命令第3营在“骆驼鼻子”设防，保护后方，要求其它部队继续进行向鸭绿江推进的准备。
上午，南朝鲜部队向志愿军阵地发动了多次进攻，可除了多丢下几十具尸体之外，一无所获。到了下午，南朝鲜部队再也不愿白白送死，不顾美军阻拦，撤下阵地，扬长而去。帕尔莫无奈，只得下令所属部队提前接防。一时间，云山城内，人声鼎沸，车辆如梭，一片混乱。
这一切都被密切注视云山城内情况的志愿军观察员看在眼中。15时，观察员向第l16师指挥所报告：南朝鲜部队正在撤出阵地，公路上发现有车辆、人员向南移动。师长汪洋亲自到山头上观察，他并不知道美军已经接防云山，眼前的景象使他得出结论：敌人想跑！他指示部队做好提前出击的准备，并将情况向军部做了报告。
吴信泉接到报告后，从凳子上一跃而起，走到作战地图前，用手往云山的位置一砸，说：“想跑？没那么容易！总攻提前进行，命令炮兵开始炮火准备，部队16时出击！”15时30分，第39军的炮兵和配属的炮兵2个团又1个营，向云山猛烈射击，炮火持续了20分钟。16时，担任助攻任务的第l17师首先从云山东北方向向云山外围高地发起了进攻。
守卫此地的是南朝鲜军队第15团，并得到了美军第10高炮群的支援。美军的炮火非常猛烈，很快在南朝鲜阵地前打出了一片火制地带，但它并没有挡住志愿军的进攻。第l17师三路出击，很快突破了南朝鲜军的前沿阵地。南朝鲜部队收缩防御，死守三巨里核心阵地。
志愿军有进无退，冲上高地，与南朝鲜军展开了肉搏战，另外分出一支部队，向美军炮兵阵地猛扑过去。美军见势不妙，抛下南朝鲜军先行南撤。离开了美军的炮火支援，南朝鲜军顿作鸟兽散。志愿军紧追不舍，于21时攻占三巨里。随后兵分两路，一路。直通云山城区，另一路向上九洞攻击前进，阻截逃敌。战至23时，云山东北方向的南朝鲜军部队已被基本消灭。美军战史称：“午夜刚过，南朝鲜第15团就已不再是一支战斗建制部队了，大部分人战死或做了俘虏，侥幸逃脱者极少。”
志愿军第l17师进攻开始不久，担任主攻的第l16师也在云山西北方向发起了进攻。要想攻进云山，先要扫清外围高地，但敌军阵地前不易展开兵力，师长汪洋仔细研究地形后，制定了巧妙的进攻计划。他命令第347团以1个营首先出击，截往后撤的南朝鲜部队，吸引高地上的敌军注意力，掩护师主力利用林木掩护向敌阵地隐蔽接近。拿下高地后，二梯队马上发展进攻，直捣云山城。
战斗开始。志愿军第347团第2营如一股旋风掠过山谷，转眼间即在龙浦洞附近抓住了后撤中的南朝鲜第12团1个营。双方在公路上杀作一团。路旁高地上刚刚占领阵地的美军见此情景，集中火力支援南朝鲜军作战。
这正是汪洋所要达到的效果。在高地上的美军注意力均被吸引到了公路上时，第l16师主力已经进入了进攻出发位置。汪洋一声令下，第347团主力和第348团如两把尖刀，直捣美军阵地。这时已经是黄昏时分，高地上、河谷中到处枪声一片，军号声大作。美军被搞得晕头转向，搞不清哪里是志愿军主力，到底有多少志愿军。美军营长米利金是参加过第二次世界大战的老兵，但他却从来没有见过这种阵势，惊得目瞪口呆，半天才下令重机枪连开火。机枪射手请示射击目标，米利金叫道：“往哪打？那里有喇叭声，就往那里打！”美军的机枪在阵地前打出了一道火墙，志愿军正面进攻受阻……，迂回分队在夜幕的掩护下，从侧后冲上了美军阵地。一排手榴弹，接着是冲锋枪的扫射，战士们猛打猛冲，将美军阵地搅得一片混乱。一个志愿军的战斗小组动作过猛，连手榴弹都来不及投，就冲到了美军的机枪掩体前，两人一合力，干脆把美军的机枪连带射手一起掀下了山崖。战至22时，两颗绿色情号弹从美军阵地上腾空而起。美军残部向云山城内狼狈逃窜。
激战过后，志愿军士兵惊异地发现自己的对手不是南朝鲜兵，而是黄头发、大鼻子的美国兵。这是他们战前所不知道的。经过审讯战俘，他们方明白自己遇到了美国的王牌军——第l骑兵师。
情况被逐级报告到了第39军军部。军长吴信泉沉吟片刻，对政委徐斌州说：“本想吃肉，却先啃上了骨头。怪不得火力这么强，原来是美军的王牌军。我的意见，继续进攻，吃掉这股敌人！”徐斌州说；“同意。出国第一仗就与美军交手，这是对我们的考验。应该告诉各师，发扬我军近战、夜战的特长和大无畏的革命英雄主义精神，首先从气势上压倒敌人！”“就这么办！”吴情泉说，“命令各师，多动脑筋，先打乱敌人，然后各个歼灭。”
志愿军总部接到报告后，彭德怀司令员的答复只有一句话：“坚决消灭美军王牌师。”
彭德怀的命令迅速传达到部队。听说与美国王牌师交手，第39军官兵斗志更旺，一股英雄豪气陡然而生。一位班长说：“它是王牌，老子就是王中王，专克狗日的王牌军！”志愿军的进攻更加猛烈。到23时，志愿军已经攻克云山外围的全部高地。师长汪洋立即命令预备队第346团投入战斗，向云山城内发动进攻。第346团团长吴宝光亲自到尖刀连——第4连布置任务，要求他们不顾一切，决不恋战，直插云山城内，来个中心开花，为团主力打开通路！
第4连跑步前进，很快便通过了美军的炮火封锁区，进至云山城边的三滩川大桥附近。这里是进入云山的必经之路，美军严密布防。第4连隐蔽前进，直到距大桥150米时才突然开火，发起冲锋。尖刀排冲上桥头，迂回分队则迅速解决了美军迫击炮阵地。趁敌混乱，全连突入了云山城。
副班长赵子林带领三名战士，两人一组，交替掩护，冲在全连的最前面。在城中心的十字路口，迎面碰上了一辆美军的重型坦克，坦克后面跟着车队。他们一阵射击，卡车上的步兵纷纷跳下车。坦克也掉转炮塔，对准赵子林等人猛烈扫射。其它几个战斗小组这时也已先后赶到，与美军形成对峙。赵于林见状，找来两根爆破筒，喊道：“掩护我！“，就向坦克扑去。
美军坦克发现有人接近，马上封锁街面。赵于林躲进街旁的屋子，穿墙破门，一直冲到了坦克近前。不料，爆破筒插不进行驶中的坦克履带。赵子林情急之下，干脆横刀立马，冲上街头，等美军坦克驶到眼前，方拉响爆破筒，纵身跳入了路旁的一间空屋子里。
“轰隆”一声巨响，房屋被震得泥土直落。赵子林抖掉尘土，跑到大街上一看，不由得哈哈大笑，只见美军坦克的履带被炸成了几段，车体在巨大的惯性驱动下，冲出好几米，压扁了一辆吉普车，车上的几名美军也变成了肉酱。
拔掉“拦路虎”，4连直捣美军指挥所，战士们高喊着“缴枪不杀”冲人院中。活着的美军听不懂中文，不知如何是好。一位志愿军战士对准天上就是一梭子，叫道：“不服气吗？咱们再打”，美军听不懂中文，却听懂了枪声，急忙举起了双手。
紧随着第4连，志愿军其它部队从四面八方突人了云山城，与美军展开了巷战。在志愿军的猛烈进攻之下，美军已经斗志全无。为避免全军覆没，团长帕尔莫只好下令向南撤退。由云山向南有两条公路，一条通向龙山洞，一条经上九洞、立石通向宁边，两条公路在西迂洞附近分叉。午夜过后，美军部队开始后撤。由于通往龙山洞的公路已被切断，帕尔莫命令部队向立石方向撤退。
然而，想跑，已经来不及了。美军先头部队刚刚通过西迂洞路口，主力即被志愿军挡住了去路。担负穿插任务的志愿军第348团如神兵天降，一举攻占西迂洞路口，封锁了美军南撤的通路，将其拦腰截成数段，并趁势以一部攻占云山机场，全歼守敌1个连，美军的4架飞机还没来得及起飞，就变成了志愿军的战利品。
在西迂洞路口，南撤的美军部队与志愿军部队展开了混战。志愿军首先击毁l辆榴弹炮牵引车，接着又击毁l辆清障坦克，把公路堵得水泄不通。美军几次反击，都无法打开通路。第8团副团长埃德森只好下令部队抛弃重装备，分散突围。这样，向立石撤退的美军主力第8骑兵团第l、2营，坦克第70营，野战炮兵第99营的坦克、卡车、榴弹炮都被抛弃了，活着的官兵们趁着夜幕，有的逃向了诸仁桥地区，有的逃人深山，直到几天后才回到部队。战至l1月2日凌晨，云山地区的美军第8骑兵团级战斗队主力连同南朝鲜第15团、第12团1个营大部被歼。只有驻守“骆驼鼻子”的美军第3营的命运还是一个未知数。
美军主力在西迂洞路口受阻并遭受重刨的消息传到第3营后，营长奥蒙德少校急忙命令占领诺仁桥旁高地的K连和L连撤回营地，同时命令全营所有车辆在桥边空地集结，成行军纵队排列，准备以坦克开路，在第5团级战斗队的接应下，突破志愿军的阻截，前往龙山洞。
这时，时间约为l1月2日凌晨两时。诸仁桥头月光狡洁，虽人声鼎沸，却无枪炮之扰，是云山地区唯一一块安静的地方。在部队集结的过程中，一些美军士兵忙里偷闲，进入了梦乡。就在这时，在明堂洞通往诸仁桥的山路上，出现了一支队伍，他们背着枪，一声不吭，向桥头急速走来。美军哨兵拦路发问，来者用朝语