左翼为第348团 ， 第一梯队2个营突破前沿后 ， 攻占了262.8高地、间洞和朝阳洞等要点；1个营于2日3时进至云山南2公里公路交叉口处 ， 发现敌坦克、步兵掩护1个榴弹炮兵营南撤 。 该营前卫连立即占领公路两侧要点予以拦击 ， 打退其3次冲击 ， 并乘势发起反冲击 ， 毙伤俘敌100余人 ， 缴获坦克4辆、榴弹炮9门、汽车30余辆 ， 后又攻占云山东南机场 ， 缴获飞机4架 。 第二梯队1个营于朝阳洞加入战斗 ， 向云山南攻击 。 该营1个排在云山街区与撤退的300余名美军遭遇 ， 展开激战 ， 与由西向东追击的第347团一部共同将其大部歼灭 。 营主力于2日3时在云山东南5公里处切断公路 ， 阻击分队毙敌60余人 ， 缴获榴弹炮8门 ， 汽车12辆 。 主力继续向东南追击前进 。
师第二梯队第346团 ， 从第一梯队两个团之间进入战斗 。 该团1个连于11月1日22时直插云山 ， 攻占南朝鲜军化学迫击炮阵地 ， 拦截满载美军的汽车10余辆 ， 毙敌70余人 ， 有力地配合了师主力作战 。
第117师于1日17时30分从东、东南、北三面向三巨里南朝鲜军第15团发起进攻 ， 21时攻占三巨里 。 师主力随即协同第116师348团歼灭朝阳洞地区之敌 ， 尔后向云山进攻 。 该师第351团由三巨里向上九洞方向发展进攻 。
第115师第345团于1日17时30分发起进攻 ， 主力攻占324.2高地 ， 歼灭美军1个排 ， 随后向云山攻击前进；该团1个营沿龙兴江右岸向诸仁桥迂回 ， 将美军骑兵第1师第8团直属队及第3营740余人包围压缩在诸仁桥以北开阔地 。 2日至3日 ， 美军在飞机、坦克支援下多次突围 ， 均被我击退 。 3日晚 ， 第345团调整部署后 ， 以1个营由南向北实施主攻 ， 2个连由西面和北面助攻 ， 将被围之敌全歼 。 担任阻援任务的第343团于1日10时30分由明堂洞出发 ， 进至龙城洞至龙头洞之间公路附近高地 ， 与从博川方向来援的美军骑兵第1师第5团展开两昼夜激烈战斗 ， 击退其10余次进攻 ， 将其阻于龙头洞以南地区 。
云山战斗 ， 是志愿军与美军在朝鲜战场的首度交手 ， 第39军以劣势装备歼灭了美国最精锐的陆军骑兵第1师第8团大部和南朝鲜军第1师第12团一部 ， 击溃美军骑兵第5团和南朝鲜军第15团 ， 共毙伤俘敌2040余人 ， 其中美军1840余人 ， 缴获大量武器装备和军用物资 ， 对提高我军士气、摸索与美军作战经验、初步稳定朝鲜战局起到了重要作用 。
初战告捷 ， 适时收兵
在第39军发起云山战斗的同时 ， 11月1日晚 ， 第40军主力于云山以东及球场西北地区 ， 向宁边方向突击 。 2日 ， 在上九洞、古城洞、墨时洞一线被南朝鲜第1师主力所阻 ， 未能达成包围宁边之敌的任务 。 第38军主力由新兴洞、苏民洞地区向球场攻击前进 ， 18时占球场 ， 守敌南朝鲜第8师两个团渡江西逃 。 第38军随即夹清川江向院里攻击前进 ， 至2日18时占领院里地区 ， 威胁了敌人翼侧 。 第66军主力于11月1日进至龟城以西 ， 阻击与钳制美第24师 。 第50军第150师于11月1日夜由安东渡江 ， 准备阻击进至南市洞的英第27旅 。

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