第27軍第80師第242團5連，奉命在美軍的撤退途中設伏。當戰鬥打響後，由於設伏時間太長、天氣太冷，已經沒有士兵能夠站起來衝鋒了，展開戰鬥隊形的100多名戰士，全部凍死在簡易的掩體中，僅有一個掉隊戰士和一個傳達命令的通信員倖存。
鐵血性格的宋時輪將軍為此也感慨萬分，致電彭德懷並報軍委：「第27軍第80師第242團5連，除一名掉隊者和一個通信員之外，全連設伏，準備攻殲美第7師第31團。待戰鬥打響後，該連無一人站起，打掃戰場時發現，全連幹部、戰士成戰鬥隊形全部凍死在陣地上，細查屍體無任何傷痕與血跡。」
據說，統帥毛澤東在閱此電後默立良久，揮筆回電：「第9兵團此次在東線作戰，在極困難條件下，完成了巨大的戰略任務。由於氣候寒冷、給養缺乏及戰鬥激烈，減員達四萬人之多，中央對此極為懷念。」
在這裡，毛澤東主席對部下用了「中央對此極為懷念」這樣的話，這是非常少見的。
其實，還有一個連的志願軍士兵也全部凍死在陣地上，他們是第20軍第60師第180團2連。他們在守衛黃草嶺1081高地時，全連凍死在陣地上。據戰史記載：「這支英雄的阻擊部隊，整整一個連，全建制凍死在陣地上，無一人離開崗。每個士兵凍死時仍然保持著戰鬥姿態，一百多支老式步槍，槍口直指嶺下美軍經過的公路。」
據一個叫鄒士勇的第20軍老戰士介紹，他所在的3連奪佔1282高地及柳潭裡後，奉命從側翼追擊美軍至死鷹嶺。在山嶺上，他們發現了志願軍的一個阻擊陣地，大約一個連的官兵潛伏在這裡，阻擊部隊依託地形，每個人都用工兵鍬在冰雪上刨出一個坑，人蹲在坑裡，槍口直指下方公路。陣地隱蔽巧妙，從下方根本看不到嶺上的伏兵。鄒士勇上前去拉一個戰士，卻發現那個士兵早已凍成了冰。3連趕忙檢查其他戰士，發現所有的士兵都凍死在陣地上，許多士兵的手凍結在步槍上，無法分開。
3連官兵離去時，個個眼含熱淚，向這些艱苦卓絕犧牲在異國戰場上的戰友脫帽致敬！
在美軍征戰的歷史上，從來沒有經歷過如此惡劣的天氣，也沒有面對過如此頑強而無畏的對手。
對美軍而言，好就好在裝備上。美軍飛機不間斷地轟炸，大大減緩了志願軍的追擊和攔截能力。有的美軍飛行員甚至連續數十小時出動，不得間歇。對此，志願軍一點辦法也沒有。
志願軍第26軍雖然不顧一切地趕路，畢竟山路遙遠崎嶇，部隊陷在過膝的大雪中連滾帶爬地前進，又遭到美軍不停的阻擊轟炸，至12月6日晚，他們才掙扎著到達了預定位置。
就這樣，世界戰爭史上的一個奇特景況出現了，裝備極弱的中國軍人憑著雙腳，冒著飛機轟炸，不停歇地追擊高度機械化的美軍。
美軍車輛在山間公路上不顧一切地向南撤，跑得越快越好。而在山間路旁，還不時冒出奔跑追趕的志願軍士兵向他們舉槍射擊。還有一些志願軍的零散部隊抄到了美軍前面發動阻擊，但他們畢竟力量太弱小了，無法阻止美軍的大批機械化部隊。
甚至在有的路段上，大批由坦克和汽車組成的美軍部隊發現，有光著腳的幾十個志願軍士兵，踩踏著冰雪向他們追殺而來。這些志願軍士兵，個個如野人一般，帽子也掉了，衣服歪歪斜斜，體力透支已到極限，但他們仍然踉踉蹌蹌地追著，無休止地追著，向前方射擊著……看到這種情景，美軍甚至有種做夢般的感覺。
美國戰史充滿敬意地寫道：「這些中國士兵忠實地執行了他們的任務。」
12月12日，陸戰第1師經過浴血奮戰，終於逃脫死亡之谷，與美軍的第3師會合了。
這一戰役中，雖然開始還有不少韓軍部隊跟隨美軍推進，但在志願軍的猛烈攻擊面前，這些韓軍士兵早就鞋底抹油，溜之乎也了。這事，恨得美軍牙根直痒痒。
12月17日，經過千難萬險，高度機械化的美軍終於撤退到了浦興南港地區，與志願軍脫離了接觸，並在海空軍火力的掩護下，從海上撤回到了朝鮮南部。
當前來接應的美海軍人員第一眼看見陸戰隊士兵時，發現他們個個鬍子拉碴，眼窩深陷，披著殘破的大衣，拖拉著開了底的軍靴，走路搖搖晃晃，一副人不人鬼不鬼的模樣，很多士兵還披了朝鮮百姓的衣服。
但美軍陸戰第1師就是陸戰第1師，他們畢竟是美軍最有戰鬥力的部隊，畢竟是美軍最頑強的部隊，這群叫花子般的軍人仍保持著軍人尊嚴，高唱著軍歌排隊行進。
此時，興南附近的山頭全部在美國海軍艦艇的炮火射程內，美國巡洋艦已經被嚇得神經過敏了，只要發現山上稍微有動靜，就是一通巨炮射擊。其實，靠雙腿追擊的志願軍第26軍和第27軍主力部隊，已經凍餓到了極限，都快爬不動了，還在幾十公里以外呢。
被凍得半死、打得要死的美東線作戰部隊，終於分批上了船，開始撤離。在興南港，堆積著大批的軍需物資，由於沒有時間裝載撤走，又害怕落到志願軍手中，就在最後一批美軍登船後，由陸戰隊的工兵實施了大爆破。伴隨著「隆隆」的爆炸聲，倉庫和碼頭鋼樑被拋到數百米的空中，濃煙在幾十里外都看得清清楚楚。
在強大火力網的掩護下，美軍從興南港運走了10.5萬人、1.75萬輛汽車和35萬噸的物資。
這次東線戰鬥，美軍陣亡1.1萬人，重傷4000人，整個王牌軍陸戰一師幾乎失去了戰鬥力。戰鬥結束，60多公里的公路上，到處堆滿了美軍丟棄的坦克大炮、卡車，以及來不及掩埋的士兵屍體。公路兩側及附近高地上，布滿了被炮彈撕裂、被嚴寒凍僵的志願軍戰士的屍體。
這樣的慘敗在美軍陸戰第1師的歷史上，還是第一次。
12月24日，志願軍第9兵團的先頭部隊追擊到了元山港、興南地區及沿海港口。而此時，這裡已經找不到一個美軍士兵了。
至此，這場世界戰爭史上艱苦卓絕的東線戰役，以志願軍的完勝，畫上了句號。