让敌人逃跑了，使整个战役没有达到预期的目的，战果十分的不理想。我听说三十八军过去在国内战如猛虎，很能打仗，这次我要再考验他们一次，看看他们的战斗作风到底怎么样。所以，仍让三十八军担任西线迂回阻击任务。这次阻击关系到整个战役的成败。你们沿途遇敌不要恋战，必须不顾一切，直插交通要道三所里，这是我军截断敌军南逃北援的一道‘闸门’，一定要按规定的时间插到底。你要亲自到前线指挥该军行动，如插不到指定位置，别回来见我！”② 彭德怀来回踱了几步，又继续说：“沿途可能会遇到小股敌人的纠缠，能避则避，不能避时就冲过去。在占领三所里和龙源里后，要不惜一切代价，像钢钉一样，狠狠地钉在那里。没有我的命令，不准后退！”①
11月17日，彭德怀指示志愿军政治部主任杜平，挑选一批俘虏放回去，争取在第二次战役中被围的敌军官兵缴械投降，减少我军不必要的伤亡。彭德怀的这一决定立即得到毛泽东18日的回电赞扬，说：“你们释放一批敌俘很好，应赶快放走，今后应随时分批放走，不要请示。”18日晚第一次释放100名战俘后，在国际上引起强烈反响，11月23日，美联社记者报道被释放的美国俘虏说：“他们得到和中国军队同样的口粮，中国军队待他们很好，并对受伤者进行治疗。”“中国士兵不搜美国士兵的口袋，不拿他们的香烟和手表等日用品。”释放美军战俘对美军震动很大，在第二次战役中，有两起共280名美军士兵向中国人民志愿军投降。
鉴于“联合国军”行动变得谨慎缓慢，16日，彭德怀电令各军继续北撤，一律停止向前进之敌进行反击，以诱敌放胆向我预定战场前进。麦克阿瑟及其司令部果然判断志愿军继续后撤是“因兵力不足，装备低劣而怯战败退”，又吹嘘：“联合国军对鸭绿江沿岸实施的空军突击，已迫使中共后续支援部队不能进入战场”，仍断定入朝志愿军“最多不超过六、七万人”，“不是一个不可侮的势力”②。于是，命令东西两路军队加快北进速度。美国合众社记者自前线报道说：共军对前进的美军未加抵抗，但是零下20摄氏度的严寒几乎和敌人一样厉害，滴水成冰的气候阻碍了现代化装备的运动。大批手指冻伤和口粮不足的军队向北急进。第八集团军从左翼向清川江以北进攻，第十军从右翼向江界进攻，左右两路直奔鸭绿江。此时，隐蔽在西线的志愿军6个军的主力部队已分别转移至龟城、云山、德川以北地区，东线3个军也全部秘密地到达指定位置，完成了战役集结。西线由韩先楚组成的前进指挥所根据彭德怀的指示，详细制订了歼敌计划。11月22日，西线冒进之敌薄弱部位在其右翼的南朝鲜第七师第八师。而该敌对面，正是志愿军左翼的三十八军和四十二军。彭德怀高兴地手拿放大镜在地图上看来看去，认为诱敌上钩之方案确已实现，敌军正向志愿军预定的战场前进，赶快把副司令邓华、洪学智和参谋长解方找来一起研究，认为这次战役选择在这里开刀十分恰当。即日，令韩先楚和三十八军、四十二军以先切断、后包围的战术，求得全歼德川、宁远地区的南朝鲜七、八两师。攻击时间仍按21日下达的命令定于25日晚开始。
这时，“联合国军”正气势汹汹地急速北进。24日，其东西两路地面部队在数百架飞机的配合下发起全面进攻。面对敌军的攻势，又有人对志愿军是否能顶住飞机、坦克加大炮的敌人十分担心。彭德怀则胸有成竹，镇定自若，对司令部的人说：“要诱鱼上钩，你必须让鱼尝点甜头。麦克阿瑟吹嘘说他从来没打过败仗，看看这次战役究竟谁能把谁吃掉。”③ 为进一步造成敌人的错觉，彭德怀再次电令各军仍以小部队与敌人保持接触，诱其深入，为分散敌人创造有利战机。麦克阿瑟在日本东京总司令部得意地说：“‘联合国军’猛烈的钳形攻势已经开始，全面的空中突击均已达到了目的。”他高兴地收看来自前线的电报：“中国人似乎在全线撤退”，“最后胜利即将到来”。① 11月24日10时，麦克阿瑟向全世界发表公报宣布：“联合国军已开始发动圣诞节结束朝鲜战争的总攻势。”随后，他乘飞机到朝鲜上空“亲自侦察一下朝鲜北部的地形，并寻找敌人行动的迹象”。但他“看到的是那广阔无垠、十分荒凉的乡野，起伏不平的山丘、和张着大口的裂谷。而鸭绿江满江碧绿的江水被无声无息的厚厚的冰雪所覆盖了”②。随后，麦克阿瑟返回东京总部对他的部队广播说：“中国人现在没有参战，战争在两星期之内就会结束。要迅速打到鸭绿江，回去过圣诞节。”
11月25日，即麦克阿瑟发表公报的第二天，西线“联合国军”各路被志愿军诱至预定战场，翼侧暴露，后方空虚，完全中了彭德怀之计。西线志愿军各军则按彭德怀的命令完成攻击准备，定于当晚对敌发起大规模反击。当此紧要时刻，却“祸从天降”。驻在大榆洞南山坡上的志愿军司令部，突遭美国飞机的轰炸。这是由于几天来志愿军司令部收发电报甚多，美军通过空中侦察和无线电测向，发现了志愿军总部的位置。25日上午11时左右，4架美国轰炸机突然飞临司令部上空，投下大量凝固汽油弹。作战室的木板房和周围的山林、小屋，顿时浓烟滚滚，烈火腾空而起。翻译毛岸英、参谋高瑞欣二人正在木屋内值班，来不及逃出，不幸牺牲。大家围着遗体痛哭，彭德怀脸色苍白，眼含热泪，悲愤交加，默不作声。想到毛泽东和周恩来曾几次来电督促他：“你们的指挥所应建筑可靠的防空洞，保障你们司令部的安全”。“你们指挥所应速建坚固的防空洞，立即修建，万勿疏忽”。“请你们充分注意机关的安全，千万不可大意”等等，词义急切。而他每天只忙着指挥打仗，没想到发生了如此重大的不幸，使他既内疚又追悔莫及。
中午，司令部机关几乎没人去吃午饭。下午3时，彭德怀和志司党委成员商量后，决定把这次不幸事件报告军委。电文如下：“军委并高（岗）、贺（晋年）：我们今日7时已进入防空洞，毛岸英同3个参谋在房子内。11时敌机4架经过时，他们4人已出来。敌机过后，他们4人返回房子内，忽又来敌机4架，投下近百枚燃烧弹，命中房子，当时有二名参谋跑出，毛岸英及高瑞欣未及跑出被烧死。其他无损失。志司25日16时。”中央机要室收到电报后，先送给周恩来阅。周恩来在电报上写道：“刘（少奇）、朱（德），因主席这两天身体不好，故未给他看。”
在美机轰炸大榆洞的25日黄昏时分，第二次战役按照彭德怀的命令打响。西线志愿军三十八军、四十二军在韩先楚指挥下，乘敌立足未稳，出其不意地对进犯到德川、宁远地区之南朝鲜第七师、第八师发起猛烈攻击。一夜之间，三十八军一一三师从敌右翼涉过大同江，到达德川以南，切断了敌南逃退路。一一二师从敌左翼进攻，迂回到德川以西，切断了德川与军隅里敌的联系。从正面进攻的一一四师则进据德川以北，从而完成了对德川之敌的包围。敌人在大量飞机掩护下，企图向西南突围，均被打退，激战至26日黄昏，南朝鲜第七师5000余人大部被歼，美军顾问7人全部被俘。
志愿军四十军主力担任配合三十八军方向作战，于25日晚向球场以北之美军第二师一部发起进攻，歼敌数百人，余敌向南溃逃，该军未完成穿插分割的任务。这又使彭德怀坐卧不安，在作战室里踱来踱去，指示参谋长解方立即发电，令四十二军向三十八军靠拢，配合该军堵截南逃之敌。四十二军3个师与敌展开激烈战斗，至26日拂晓，攻占了宁远城，将南朝鲜第八师大部歼灭。
经过26日一天的战斗，志愿军在德川、宁远地区打开了战役缺口。27日晚，东线志愿军第九兵团为配合西线各军作战，按预定计划向当面之敌发起攻击。彭德怀判断，在东线志愿军开始攻击后，西线之敌可能退向清川江南岸阻止志愿军南进，即令西线各部向当面敌军进攻。28日晨，各军均占领了预定目标并歼敌一部。三十八军攻占了德川、戛日岭后，整个清川江北面的美军数万人见势不妙，企图南逃。而此时，三十八军根据彭德怀事先的命令，已于27日夜派一一三师一夜长驱70公里，于28日晨8时抢占了敌军南逃北援必经的交通要道三所里。三所里扼平壤向北通往价川的公路干线，是西线美第八集团军的心腹地带，也是志愿军截断敌军南逃的一道“闸门”。一一三师出敌不意出现在三所里，犹如一把利剑，刺进了美第八集团军的心脏。使拥挤在西线的美、英、土军几万人乱成一团，部署在清川江附近的美军3个师和南朝鲜、英、土军1个师2个旅残部全线动摇。上午9时，美军骑一师在飞机、大炮、坦克的支援下向占领三所里的一一三师阵地猛攻，企图突破一个缺口南逃。志愿军前线指挥员韩先楚立即电令四十二军夹击驻守顺川附近之骑一师，以减轻一一三师的压力；又电令一一四师，从东往西侧击从三所里、龙源里方向突围的敌人。志愿军参谋长解方受彭德怀的委托，当天3次用无线电报话机激励一一三师不惜一切代价，截断敌人的退路，配合主力在大会战中歼灭敌人。①该师三三八团前仆后继，守住了阵地。当晚一一三师估计敌人在三所里突围失败后，有可能由龙源里方向逃跑，又派三三七团连夜向龙源里奔袭，在29日拂晓前抢占了龙源里阵地，截断了敌人的另一条退路。这时，一一三师远离主力，孤军深入敌后80公里，在严重伤亡的情况下，靠低劣的武器装备，紧紧卡在“联合国军”几个师的后方。
这时，“联合国军”蜂涌向南突围，平壤附近的英军二十九旅，沿公路向北接应。南逃之敌为打开通路，以数百辆汽车组成庞大车队，在飞机和坦克引导下向三三七团龙源里阵地连续突击。该团指战员英勇奋战，始终坚守阵地。彭德怀3次电令三十八军军长梁兴初、政委刘西元指挥主力迅速向一一三师靠拢，又电令四十二军迅速向顺川、肃川方向进攻，指示该军说：“能否乘敌撤退混乱中消灭敌人主力，关键在于能否先机占领肃川，断敌退路。”根据彭德怀的命令，西线志愿军6个军在西起安州，东至军隅里，南至龙源里、三所里地域内，展开了围歼敌人的大规模战斗。刘西元在战后回忆写道：“11月29日13时，在龙源里激战的一一三师指挥所无线电报话机里，响起了急促的讯号，师政委于敬山拿起话筒，听见一个湖南口音很浓的人大声说：”我是彭德怀！你们那里的情况怎么样？现在向南逃跑的敌人已全涌向你们那里去了，你们到底卡得住卡不住？‘于敬山大声回答：“报告彭总，我们虽伤亡很大，但完全有信心把敌人卡在这里。’彭德怀高兴地说：”很好！要告诉战士们，你们打得蛮好！我们的主力部队正在向你们那边靠拢，你们要加把劲，继续把美国人卡住，不让敌人跑掉！‘于敬山立刻把彭司令员的鼓励，传到硝烟滚滚的战壕里。统帅和战士的心紧紧地联系在一起。“
11月30日是志愿军第二次战役最关键的一天，也是战斗最激烈的一天。被围困在价川、安州以南，三所里、龙源里以北狭小盆地内几个师的敌人四处乱窜，拼死突围。此时，彭德怀再次电令一一三师坚决堵住逃敌；同时，志愿军各部从三面向三所里，龙源里地区合围，各军逐步紧缩口袋。麦克阿瑟见势不妙，集中100多架飞机，400多门大炮，对志愿军各路战斗部队狂轰滥炸，以坦克为前导，采取“波涛式”的集团冲击实施突围。而志愿军一一三师犹如钢柱钉在三所里和龙源里两条交通要道上，坚持了50多个小时，使南突北援之敌，双方相距不到1公里，却始终可望而不可及，无法会合。
经过30日白天的鏖战，“联合国军”突围未成，最后丢弃汽车和重装备，企图沿公路两侧南逃。30日晚上，志愿军前进指挥所司令员韩先楚，根据彭德怀的命令，指示各军对被围之敌再次发起猛烈围歼。刘西元回忆当时的情景：“在十几公里长的战线上，敌人丢弃了几千辆汽车、炮车和被炸毁的坦克。在公路两侧还有上万桶的汽油，近万吨的军用物资，被美军的猛烈的炮火击中，炸声如雷，烟柱冲天，火光染红了天空和山峦，漫天灰烬飘落在战场周围十几里的田野里。这场浓烟烈火，一直到第二天傍晚才渐渐熄灭。”②
12月1日凌晨，枪炮声渐渐减弱，烈火沿着公路和山岗仍在燃烧，战场到处都是敌我厮杀后的惨烈情景。彭德怀连续6个日夜几乎没有合眼，得悉三十八军围歼敌人的消息，非常兴奋。回想在第一次战役时，该军没有完成歼敌任务，他曾对该军领导人进行了十分严厉的批评；而在这次战役中，三十八军打得英勇顽强，完成了阻敌任务，对整个战役的胜利，起了关键的作用。他即于12月1日以志司领导人彭、邓、洪、韩、解、杜的名义，起草了一封给三十八军的嘉奖电并通报全军。电报写完后，觉得意犹未尽，又在电稿最后的夹缝内加写了“三十八军万岁”几个字。有人劝说：“在我军历史上还没喊哪个部队万岁的，这样写不好吧？”彭德怀说：“这次战役胜利，三十八军起了关键作用，打得好，就可以喊万岁嘛！”此后，三十八军被称为“万岁军”，在全军美名传扬。
12月1日，溃不成军的敌人丢弃大量装备和伤员，在100多架飞机的掩护下，转向三所里以西经安州方向突围南逃，此时整个西线“联合国军”朝“三八线”及其以南实施总溃退。彭德怀即命令西线志愿军转入追歼战。后来，美国军方描绘这次溃退的狼狈情景说：“我们有的被包围，有的被渗透到背后的中国人截断了退路……在这里已分不清哪里是前线，好像到处都有中国人。”败退的“联合国军”在飞机的掩护下，依赖摩托化车辆急速撤退，而志愿�