對於美軍可能的反擊，彭德懷有思想準備。
為了防止中國軍隊撤退時被美軍尾追，防止第四次戰役後期曾出現的被動局面重演，21日，彭德懷給第三兵團、第九兵團、第十九兵團、人民軍前線指揮部打電報，並報軍委和金日成，明確規定各兵團撤退時一定要留一個師至一個軍的兵力監視和阻擊美軍，從撤退的位置起，要採取節節阻擊的方式掩護主力轉移。在詳細地規定了各兵團的撤退路線後，彭德懷還是不放心，第二天又急電各軍：「根據敵人以前的習慣，在我軍停止進攻後，往往利用其高度機械化條件，對我進行『磁性戰術』（即緊隨我軍追擊），企圖消耗疲勞我軍。在我軍北移休整時，敵軍會尾隨我軍北進是肯定的。但敵進攻速度的快慢情況，則以我軍實施機動防禦打得好壞而定。此次北撤時，我軍最後抵抗線，亦即原第五次戰役反攻發起時的陣地線為限。」
為避免各軍同時撤退兵力密集，彭德懷命令擔任此一戰預備隊的第三十九平提前撤退。
但是，致命的是，中國軍隊是在「第五次戰役勝利結束」的思想大背景下開始北移的，絕大多數官兵認為北移是「得勝回師」
的行動。即使意識到自己部隊嚴重的疲勞、飢餓的現狀，但很少有人能夠十分客觀地正視目前是疲憊之軍的大規模撤退。如此數個兵團十幾萬人的轉移撤退，如果沒有極其冷靜、極其嚴密的組織和控制，一旦敵情變化，很容易造成混亂，甚至導致大規模的潰敗。中國軍隊各級指揮員，包括兵團一級的高級指揮員，對美軍反擊的速度、規模和兇猛程度嚴重估計不足，撤退計畫制定得不周密，對志願軍總部的撤退計畫落實得不堅決，有的兵團甚至沒有按照總部的撤退計畫執行。在軍事指揮上，撤退中沒有嚴密控制公路要點，遭敵阻擊時戰術單調，加上各部隊之間的協同鬆散，於是造成很多致命的空隙。在這種情況下，一旦美軍突破前沿，向縱深以機械化突擊速度突進就必將使中國軍隊防不勝防。而中國軍隊中個別指揮員在發生危機的時刻，表現得驚慌失措指揮混亂。這一切，使災難的發生已經不可避免。
這是中國軍隊在第五次戰役的第二階段戰鬥結束後開始向北轉移時的最客觀、最真實的現實。
美軍的反擊是經過長時間的籌劃並在精密組織下進行的，是美軍由朝鮮戰爭爆發以來所進行的最大規模的全線反擊，范弗里特為這次反擊行動制定的初步目標依舊是「堪薩斯線」。
「堪薩斯線」，是「撕裂作戰」沒有達成的目標，即從臨津江口向東到漣川，而後沿著三八線南側連接永平、華川、楊口、大浦里所構成的一條防禦線，這是朝鮮國立東西最窄、被認為最容易實施防禦的一條線。
「堪薩斯線」將是一條對朝鮮半島來說十分重要的線。是在軍事上美國一方一直追求的一條線。也是在政治上中國一方一直不能容忍的一條線。然而它卻正是最接近戰爭結束後交戰雙方所劃定的「軍事分界線」的一條線。
美第八集團軍全線反擊的部署是：西線漢城正面的美第一軍向東並列配置南朝鮮第一師、美騎兵一師、美第二十五師、英二十八旅（由二十七旅改編而成）和加拿大旅，其正面是中國軍隊的第六十五、第六十四、第六十三軍，進攻方向是漣川。鐵原。
中線的美第九軍從西向東配置南朝鮮第二師、美第二十四師、南朝鮮第六師和美第七師，其正面是中國軍隊的第六十三。
第六十、第十五軍，進攻方向是金化、華川。美第十軍在洪川北側至下珍富里的70公里的戰線上，由西向東並列配置美第一陸戰師、一八七空降團、美第二師和美第三師，與東海岸的南朝鮮第一軍團策應，集中捕捉由於中國軍隊發動的第二次春季戰役所形成的凸部里的中國第十五軍、第二十軍、第二十七軍和第十二軍。在這個地段的具體分工是：陸戰一師負責威蹄、寒溪公路以西地段，進攻目標為楊口；美第二師和空降團負責該公路以東地段，進攻目標是群蹄；美第三師配屬南朝鮮第八、第九師以蒼村裡為進攻目標。
所謂「捕捉中國軍隊」的含義是：在以往直線平推戰術的基礎上，增加機動力量，恢複在戰場上的野戰式作戰，強調部隊突破前沿後即向對方的「根部」猛烈突擊。這是范弗里特對其前任李奇微北進戰術的修正，其中范弗里特居然吸收了中國軍隊「迅猛穿插」、「切斷後路」、「迂迴包圍」等戰術特點。
戰爭進行到此時，在前線上作戰的南朝鮮軍隊只剩下一個軍了。直接與中國軍隊在一線作戰的已都是美軍最精銳的部隊。
5月22日，美軍在400公里的戰線上同時開始了反擊行動。
西線的騎兵一師一天之內就推進到議政府一線。中線的美第九軍以美第七師為右翼，第二十四師為左翼，於24日進至加平。
東線的美第十軍軍長阿爾蒙德對反擊發動以來部隊每天僅僅推進四五公里感到極其不滿，認為這樣的速度絕不可能致中國軍隊於死地。於是命令美第三師立即對突擊到三七線附近對下珍富里的中國軍隊進行夾擊，同時把空降一八七團配屬給美第二師，命令他們從中國軍隊暴露的寬大側翼上，沿著洪川至磷蹄公路一線向昭陽江突擊。美軍的前鋒部隊在主力穩固推進的同時，組織起若干支以坦克為主的「特遣突擊隊」，開始在全線進行猛烈的穿插，把中國軍隊在戰線上割裂開。阿爾蒙德軍長給美第二師師長拉夫納少將的命令是：「第二師在寒溪附近，以一個步兵營、兩個坦克連和部分工兵，迅速組成特遣隊，自今日十二時，沿寒溪、陰陽里軸線前進，在陰陽里附近佔領橋頭堡，切斷敵人之退路。」
在這次美軍發動的反擊作戰中，突出的特點是各部隊組織「特遣突擊隊」，在中國軍隊的陣地間「打穿插」，其中有騎兵第一師組織的以七團為主的突擊隊，有美第二十五師組織的「德爾溫裝甲支隊」，而顯著名的就是阿爾蒙德將軍親自組織的一支坦克突擊支隊。
坦克突擊支隊的突擊方向是中國軍隊最敏感的腰部。如果這裡一旦被突擊穿插進入，那麼中國軍隊在先前的戰鬥中穿插得最遠的幾萬官兵將會被分割在三八線以南，從而陷入美軍的包圍。
23日早，空降一八七團兩個營在大量炮兵和飛機的支援下，經過一個白天的戰鬥，突破了中國第十五軍的阻擊陣地，奪取了寒溪以北八公里處的外後洞，為坦克突擊支隊創造了出擊的條件。
24日上午9時30分，阿爾蒙德命令坦克突擊支隊兩個小時之內出擊。
這支美式的穿插部隊的組成相當於一個團的規模：它由空降一八七團一個步兵營、第七十二坦克營、一個情報偵察分隊。
一個炮兵連、一個工兵連和四輛M－16自行高射機槍編成，隊長是空降團副團長蓋爾哈特上校。其前鋒，是一支被稱為「紐曼尖兵」的先頭部隊，由一個坦克排、一個情報偵察分隊和一個工兵排組成，規模不足一個連，指揮官是坦克營的副營長紐曼少校。
兩輛M－4坦克和兩輛A－3坦克，加上兩輛吉普車和兩輛卡車，以及不到40名的士兵在風和日麗的春天景象中出發了。
如此小規模的一支部隊敢於在龐大的中國軍隊中間衝過去，這對美軍來講是以往絕對不可想像的事情。因此，「紐曼尖兵」的突擊過程，在很大程度上反映了中國軍隊此時的狀態。
中午，「紐曼尖兵」出發的時候，紐曼少校發現他的頭頂上盤旋著一架直升機。他對這架飛機沒有太在意，認為那也許是師里或軍里派出的偵察飛機，至於這架飛機為什麼總在他的頭頂上嗡嗡，他除了感到討厭之外就什麼都沒想了——他正忙著指揮他的工兵——他怕中國士兵在他前進的路上埋了地雷，他命令坦克停下來待命，讓工兵探雷班先上去摸摸情況再說。這時，頭頂上的那架直升機降落了，走出來的人把紐曼嚇了一跳，是軍長阿爾蒙德。
阿爾蒙德問：「為什麼停下來？」沒等紐曼說出理由，阿爾蒙德揮動指揮棒暴躁地大聲喊，「我剛從自隱里飛過來，在那裡中國人正等著你們！立即給我前進！我不在乎什麼地雷！以每小時三十二公里的速度給我前進！」
紐曼立即跳上坦克，命令出發。這支隊伍沿著公路如同進入無人之境似地高速前進。公路兩側不斷跳出中國士兵向坦克發射火箭彈，有時甚至一下擁出10多個中國士兵把炸藥包扔在坦克的裝甲上。紐曼命令不準停下來，一邊用火力還擊，一邊依舊保持高速度。在距離自隱里兩公里的地方，空中的聯絡飛機投下來通信筒，它通知紐曼：「很多敵人正埋伏在前方公路的東側，如果請求實施空中攻擊，請以黃色信號彈為標記。」
然而，紐曼不願意因等待空軍的攻擊而讓坦克停下來，他命令繼續前進。坦克發射了30多發炮彈，不但衝過了中國軍隊的阻擊陣地，而且還俘虜了30名中國士兵。繼續前進時，「紐曼尖兵」遇到了中國軍隊200多人的阻擊。紐曼命令坦克炮火掩護，他帶著士兵往村莊里沖，中國軍隊阻擊對