4月29日，志願軍結束進攻。
30日，李奇微即命令聯合國軍向志願軍發起反擊。
也就是說，這次李奇微一天時間也沒有給彭德懷。
李奇微安排的這次進攻，規模不大不小，主要是試探性質。目的在於查明志願軍動向，破壞志願軍新的進攻準備，掩護其主力調整部署。
同時，李奇微加大了調整力度。美軍騎兵第1師與美軍第3師換防，韓軍第2師參加第一線防禦作戰，韓軍第8師被調為美軍第8集團軍的預備隊。
至5月8日，聯合國軍進佔高陽、水落山、禾也山、於論里、龍浦里一線。
可以說，敵進我進，毛澤東和彭德懷在第一、二次戰役中用過的戰法，美國將領李奇微也用上了。
此時，昭陽江以南的聯合國軍的勢態突了出來，且駐守部隊都是韓軍。志願軍司令部決定：集中第9兵團（缺第26軍，配屬第12軍）、朝鮮人民軍集團（第2、3、5軍團）共六個軍於東線，首先殲滅縣裡地區的韓軍第3、5、7、9師，而後視情況再殲滅韓首都師及韓軍第11師。
第3兵團（欠第12軍，配屬第39軍兩個師）鉗制美第10軍，割裂美軍和韓軍的聯繫，使其不能東援。
第19兵團（指揮朝鮮人民軍第1軍團）在西線鉗制美軍主力，配合東線作戰。
志願軍第26軍、第40軍於第一階段結束後，分別北移至元山以南及平壤以北地區休整，並向東西海岸方向警戒。
5月16日黃昏，志願軍向聯合國軍發起了進攻。
17日，志願軍第20軍與朝鮮人民軍第5軍團先後到達美山裡、芳台山地區，將韓軍第9師、第3師退路切斷。經兩天激戰，兩個師大部被殲，並繳獲其全部重裝備，很多韓國軍人狂逃潰散到叢山密林中。中朝軍隊只好漫山遍野抓俘虜。
經過激戰，志願軍糧彈已經耗得差不多，無奈，只好原地等待補充。
一等就是三天。
就這三天時間裡，失去了向敵縱深發展的寶貴戰機。
第27軍於17日在上南里地區殲滅韓軍第5、7、9師共五個營，將韓軍第5師、第7師擊潰，繳獲大量裝備，但由於第12軍、朝鮮人民軍第2軍團，分別受阻於自隱里、雪岳山地區，未能及時完成戰略迂迴任務，致使敵人南逃。
第3兵團經數日激戰，殲美軍第2師一部，但因敵人頑抗，前進受阻，也未完成割裂任務。
西線敵軍為策應其東線作戰，於20日向志願軍發起了有重點的進攻，迫使第19兵團轉入防禦。
韓軍的四個師被擊潰後，撤至九城浦里、豐岩里、下珍富里地區。
美軍第10軍主力快速東移，美3師和韓軍第8師以摩托化行軍，僅十幾個小時就行進100多公里，迅速堵塞了缺口，建立了縱深防禦。
至此，聯合國軍又形成東西相連的完整防線。
這就是機械化裝備的效果。
而此時，中朝人民軍隊經過連續作戰，部隊相當疲勞，前線各軍斷糧的已經有一半以上，繼續進攻困難很大。加之戰役未消滅美軍師、團建制部隊，為保持主動，使主力休整，遂於21日停止進攻，第二階段結束。
第二階段作戰，共殲敵2.3萬餘人。
志願軍停止了進攻。
該輪到聯合國軍了。聯合國軍總司令李奇微，根據對中國軍隊「肩上後勤」能力的計算，認為中國軍隊糧彈基本耗盡，又沒有得到新的補充，銳氣已失，便命令：以逸待勞的聯合國軍4個軍13個師，於22日開始，全線反撲。
是老虎，總是要吃人的！
這次，輪到虎吃人了！