砥平里，一個直徑僅僅1500米的小盆地。李奇微在這裡部署了美2師一個團和一個法國營，共6000人。
作為統帥的李奇微，自然懂得砥平里的樞紐價值，對砥平里的防守非常重視，他要求砥平里守軍，一定要認真防備，遇到志願軍進攻，就是打光也不能後退半步！
事實證明，李奇微這次賭對了。
為攻佔樞紐砥平里，志願軍集中了第39、40、42軍的8個團。
2月13日晚，戰鬥打響。第40軍第119師第357和第359兩個團擔任主攻，指揮員是第119師徐國夫師長。
戰鬥一打響，志願軍就冒著敵人密集的炮火，發起了猛烈攻擊。接到志願軍發起進攻的消息，李奇微下了死命令：誰也不許後退半步，違者殺無赦。
於是，聯合國軍快速收縮兵力，將坦克、大炮圍成一圈，對外組成層層防護火力網，使攻擊能力弱的志願軍根本無法貼近。
打了一夜，志願軍愣是沒有佔領聯合國軍的一塊主陣地，傷亡卻比預想的大得多。
更為可怕的是，天一亮，上百架美軍飛機鋪天蓋地飛來。這鋪天蓋地的飛機，如同漫天的蜻蜓，到處尋找志願軍部隊的蹤影，見志願軍就丟炸彈。
美機在環形防禦陣地周圍，又是扔炸彈，又是打炮，又是機槍掃射，幹了整整一上午。戰至下午，砥平里的美軍竟然兵分五路，在坦克的掩護下，搞了一次反衝擊，對志願軍造成巨大傷亡。
到14日晚，志願軍的攻擊部隊全部到齊。志願軍從四面八方對這個小盆地的環形陣地，發起了前仆後繼的攻擊。志願軍將士冒著美軍布下的一層又一層的攔截火力，勇猛衝鋒。前面的倒下，後面的士兵踏著屍體，繼續衝鋒。
一波又一波，前仆後繼，似乎永不停息。
狹窄的美軍陣地外，志願軍的屍體堆成了山。
血流成河。
聯合國軍將所有的坦克和火炮都用上了，他們用最密集的炮彈，向四周傾瀉著火焰，在中國士兵衝擊而來的路上形成一道道的阻礙。
為利於美軍射擊，美軍的夜航機則投下成片的由降落傘懸掛著的刺眼的照明彈。照明彈，如巨大燈籠般將砥平里照得彷彿白晝。
一夜血戰，志願軍靠人海戰術，攻陷了美軍陣地的一些邊緣地帶，將環形陣地撕開了一個大缺口。
此時，天亮了。這下，鋪天蓋地的美軍飛機又撲了過來，對著進攻的志願軍猛扔炸彈……
戰至15日下午，志願軍損失慘重，仍無法攻佔砥平里，在萬不得已的情況下，悲壯地撤出了戰場。
停止對砥平里的攻擊，這是在志願軍基層軍官的要求下作出的決定。在解放軍的戰史上，下級指揮員在戰鬥中向上級指揮員提出「不打」的要求，實屬罕見。
砥平里戰鬥，志願軍傷亡達5000餘人，其中第40軍第359團第3營整個營幾乎全部打光，第357團團長孟灼華在向上級彙報士兵傷亡情況時，幾乎泣不成聲。
而聯合國軍，僅傷亡了幾百人。
雙方的損失，實在不成比例。
志願軍對砥平里的攻擊，失敗了。
這是一次大大的失敗。
戰後，志願軍副司令員鄧華專門作了檢討。
人多也不能打人海戰術，尤其是在面對現代化的美軍時。
砥平里一戰，使美軍將領發現，志願軍除了有很大優勢之外，還有很大劣勢；除了有很長的長處之外，還有很短的短處。終於看清了志願軍火力非常薄弱、攻堅能力非常弱、後勤供應非常困難、缺乏持久作戰的能力等弱點。
此戰以後，美軍再也不像過去那樣，一遇到志願軍攻擊和穿插就慌了大神，就知道跑，開始從容地固守陣地，與中國軍隊打陣地仗了。
邸平里一仗，使李奇微大為興奮，美韓軍方也對聯合國軍在砥平里的表現給予了高度評價，認為「這是擋住共產党進攻的轉折點」。
韓方的《韓國戰爭史》認為：「砥平里戰鬥是美軍同中共軍作戰中在戰術上取得的第一個成功戰例，鼓舞了全軍的信心和希望，解除了美軍決策當局對戰局發展所抱的顧慮。」甚至還稱：「這次勝利的意義，可與英國第8軍阿拉曼取得的勝利相比擬，也可以說是第二個仁川戰役。」