10月26日，對於中國人民志願軍來講，發生了一個不大不小的災難。
災難是自己造成的：東線的第四十二軍三七零團的一個運輸隊，給其堅守在前沿的二營運送彈藥和乾糧，結果在北朝鮮的大山中迷了路。在尋找二營的陣地時，他們看見一個山溝里有座茅屋，茅屋裡有燈光，於是就在沒有判斷敵我的情況下上前問路。在茅屋中休息的是30多名南朝鮮士兵，而志願軍運輸隊僅10多個人，5支步槍。
在短暫而激烈的交火之後，運輸隊的士兵全部被俘。
發現了中國軍隊的消息使指揮東線作戰的美第十軍軍長阿爾蒙德大吃一驚，他立即把這些中國士兵用飛機送往東京交給麥克阿瑟審問。之後，麥克阿瑟又把中國的士兵送往了美國。
更多的關於中國軍隊參戰的情報彙集起來被送往麥克阿瑟的司令部，情報中包括第八集團軍部隊一個接著一個的報告，說他們不斷證實他們的部隊已經和中國軍隊接觸，其最大的兵力為師級。結論是：「一個新對手已經確鑿無疑地參戰了。」
但是，麥克阿瑟還是不相信。他的情報處長威洛比以其固執的性格和嚴重的判斷失誤在後來的朝鮮戰爭中備受抨擊。威洛比於27目的補充情報中依舊持以下結論：應該認識到，大部分中國軍隊沒有與一個主要的軍事強國進行實際戰鬥的有效經驗。此外，他們的訓練也像原來的北朝鮮軍隊一樣，由於缺乏統一的裝備和彈藥供應而大受阻礙。
從戰術觀點上看，由於節節勝利的美軍師全部投入戰鬥，因此，進行干預的黃金機會看來早已過去；如果中國採取這一行動，很難設想，會把它推遲到北朝鮮軍隊的殘部氣數已盡的時候。
從純軍事角度上講，威洛比對中國軍隊是否參戰的判斷，是有其道理的。他所看到的關於對被俘的中國負傷士兵的描寫是這樣的：抓到的俘虜似乎是一群缺乏訓練的烏合之眾。所有的人都沒有任何正式的標記，儘管其中幾個人用墨水在他們的軍上衣里寫了他們的姓名和部隊番號。他們的棉服里塞滿了棉花，通常是深黃色，與朝鮮的荒山禿嶺顏色相仿。軍官服裝的不同之處僅僅是在褲線。
上衣左面、領四周圍和袖口有紅飾線。棉軍裝在乾燥天氣中十分暖和，但浸水後卻無法使之乾燥。在棉衣裡面，中國人穿的是夏季軍裝和他們碰巧穿上的任何衣服。布鞋沒有鞋帶，鞋底是橡膠做的。
大部分步兵裝備著日式步槍，顯然是二次世界大戰結束時在滿洲繳獲的。然而迫擊炮和輕機槍卻是美國製造的，是從中國國民黨人那裡繳獲的戰利品。至少百分之七十的俘虜都是來自中國軍隊的一個師，即一二四師，他們都說他們曾經與蔣介石打過仗。由於山地關係，中國軍隊沒有裝備大炮。
顯然，這樣的軍隊敢於和美軍作戰，是不可想像的事情。另外，就是還有一個至今仍令軍事專家們反覆研究的問題：中國軍隊參戰的時機。如果中國真的想幫助北朝鮮統一全朝鮮，那麼，北朝鮮軍隊打到釜山或者美軍剛剛在仁川登陸時，是中國軍隊參戰的最好時機。那時候是南朝鮮軍隊和聯合國軍隊最脆弱的時候，會在中國軍隊的進攻下立即土崩瓦解。如果是這樣，朝鮮戰爭的歷史將重寫。但是中國軍隊沒有介入。在聯合國軍已經佔據絕對主動地位的今天再投入軍隊，這等於往虎口中送食物，沒有人相信精明的中國領導人會犯這樣的軍事常識上的錯誤。
至於中國領導人為什麼會決定在這個時候參戰，僅僅從軍事上解釋是不夠的，這一點很久以後聯合國軍方面才隱約悟出了一點兒頭緒，而那是兩年以後，戰爭的雙方已坐在板門店的談判桌旁時的事了。
威洛比說，由於地理、歷史和政治上的緣故，戰場上出現少數中國的自願人員不足奇怪，其人數不會超過5000人。
在威洛比下這個結論的時候，已經與南朝鮮軍隊打響了的中國人民志願軍，依照彭德懷的命令，正向依舊北進的聯合國軍隊包圍而來，其兵力總人數已達25萬餘人。
第三十八、第三十九和第四十軍，分別在向熙川、雲山方向前進。27日，南朝鮮第六師主力和第一師，為增援遠離主力的匕團，向溫並方向移動，與志願軍在溫並以東、以南地區形成了對峙局面。由於志願軍第三十八軍距離熙川尚有60公里，彭德懷再次改變攻打熙川的計畫，命令第四十軍圍殲溫井地區的南朝鮮軍隊，誘導熙川、雲山、球場的南朝鮮軍隊增援，然後用第三十九、第三十八軍打援，同時，抽調第四十軍一一八師撤出已經佔領的溫井回頭向北，配合第五十軍一四八師殲滅已經到達中朝邊境的南朝鮮第六師七團。
第四十軍一一九師首先在立石洞殲滅了南朝鮮第六師十九團的一個營。這是一次小規模的殲滅戰，被兵力絕對處於優勢的中國軍隊包圍在一條山溝里的南朝鮮士兵四處突圍，他們在一處只有一個營部阻擊的部位幾乎突圍出去，但即刻突破口又被封堵了。其結果是，南朝鮮軍隊的這個營大部分士兵被打死，230名士兵被俘虜。同時，在龜頭洞方向，一二零師包圍了南朝鮮第八師十團的一、三營和第六師十九團的一個營，在一塊小小的盆地里，經過5個小時的戰鬥，南朝鮮軍隊被打散，除傷亡外，300名士兵被俘。當這些俘虜後來聽到「你們願意上哪兒就上哪兒」時，簡直不相信自己的耳朵，因為他們的上司說過，共軍軍隊是殺害俘虜的。
在另一條山溝里，中國士兵包圍了大約一個連的南朝鮮士兵。一個被俘的南朝鮮營長害怕中國士兵殺他，用自己的懷錶和鈔票向中國士兵行賄，遭到了拒絕。當時的北朝鮮幣一元錢可以買到三隻母雞或者好幾臉盆煮熟的板栗。中國士兵的行為感動了這個南朝鮮軍官，於是由他喊話，80多名藏在山溝里的南朝鮮士兵出來投降了。舉著槍走出來投降的南朝鮮士兵喊著一句話，中國士兵沒有人能聽懂，後來翻譯對士兵們說，這句話的意思是：共產軍萬歲！
這支拒絕賄賂的中國連隊是第四十軍一二零師三五八團五連，就是毛澤東在中國解放戰爭時期曾經嘉獎過的、在盛產蘋果的錦州郊區不吃群眾蘋果的那支部隊。
溫井地區的殲滅戰中國軍隊繳獲甚豐，除700多名俘虜外，還有大量的汽車和火炮。但是，由於志願軍中會開汽車的人不多，繳獲的汽車大多停在路上，它們立即被美軍的飛機炸毀了。
在所有繳獲的物資中，有一輛裝滿電影膠片的汽車，躺在汽車邊的一具屍體的臂章上有這樣的字樣：「政工大韓民國太陽映畫社製造部部長韓昌蒙九月三十日簽發」美國《時代周刊》記者約瑟夫當時這樣報道：「次日清晨，中國人沿公路直搗溫井，驅逐和擊潰了韓國剩餘的守備部隊。當韓國的另一個團趕來救援時，也與為數眾多的中國人相遇，並丟棄了該團所有的車輛和炮兵連。」
溫井的戰鬥正在進行的時候，南朝鮮第六師七團的美軍顧問弗萊明率領一個加強排自古場出發，進入了位於中朝邊境的楚山鎮。他看見一些零散的北朝鮮士兵正通過一座鴨綠江上的小浮橋往中國東北境內撤退。弗萊明命令用機槍向中國境內掃射。弗萊明的心情是激動的，因為他可能是美軍中第一個看見了鴨綠江的人，他甚至走到江面上，在白雪覆蓋的冰面上散了一會兒步，他想要記住這個時刻。最後，他留下一個戰鬥小組，然後回到古場，召開七團的軍官會議，計畫明天全團進入楚山。就在這時，弗萊明接到師指揮所發來的命令七團立即撤退的電報，電報還告訴他，二團已經在溫並被擊潰。這個消息令弗萊明震驚。七團作為南朝鮮第六師的前鋒，在向鴨綠江進軍的行動中可謂出盡風頭，其速度之快得到一片讚揚之聲。弗萊明現在手裡還有一份印有東京報紙大標題的電傳：國軍前鋒已到達鴨綠江，炮兵已向中國境內試射。到底發生了什麼事情？二團被什麼部隊擊潰的？如果這是真的話，那麼七團的後方現在在哪裡？
是不是已經孤立了？弗萊明頓時一身冷汗。但是，七團已經沒有汽油和彈藥了，該怎樣撤退呢？於是，弗萊明的回電是：如果不補充足夠的汽油、食品和彈藥的話，七團就無法運動。
當南朝鮮第六師七團在距離中朝邊境幾公里遠的地方等待空投的時候，中國第四十軍一一八師以其三五三團為前鋒，正向他們急促徒步而來。這個剛剛打完出國第一仗的部隊調頭朝中朝國境線方向突進，在海拔2000多米的山林中開始了極其艱苦的急行軍。他們忍受寒冷、疲勞和飢餓，在超乎體能的前進中吃著積雪，晝夜兼程。就在七團等待空投的兩天中，他們走了近300公里的崎嶇山路，於28日到達龍谷洞以南地區。正是這天中午，七團終於看到了給他們運輸補充物資的4架運輸機，運輸機空投下45桶汽油和200發炮彈以及其他的物資。給車輛加油之後，下午，七團開始撤退，目標也是龍谷洞。
三五三團團長黃德思親自在龍谷洞選擇了一個扼守公路的有利地形，命令部隊構築野戰工事。由於這裡距離中國不遠，北朝鮮的老百姓對志願軍格外熱情，婦女們