我師撤出砥平里轉入運動防禦作戰以後，上級將全線的防禦體系縱深部署為第一防禦地帶和第二防禦地帶。在運動防禦中，兩個地帶隨著部隊轉移而交互變更。運動防禦戰開始，我們軍被部署在靠後縱深的第二防禦地帶，因此，第一防禦地帶的任務交由兄弟部隊執行，我們北撤至金化以南，東起洪川城西至座防山地區，並於此區域展開防禦作戰陣勢。軍指揮部對三個師的部署是：118師為左翼，於城峙山、寺洞、鴛峰地域展開；119師為右翼，於座防山、萬村洞、三浦里地域展開；120師為軍預備隊，於孔洞、正屏山地域待命；軍指揮部及軍直屬隊駐紮於萬泉里。軍左右鄰分別為兄弟部隊39軍和26軍。
在我們準備隨時與敵人作戰期間，第一防禦地帶的兄弟部隊與敵人頑強激戰近一個月，邊打邊轉移後撤，於3月15日完成防禦任務，撤出戰鬥。接著，敵人即開始向我們的第二防禦地帶進攻。我們面對的敵人進攻十分猖狂。3月16日晨6時許，敵人先以飛機、大炮對我方陣地前沿及縱深地帶進行瘋狂的轟炸，然後就分別以一個多團和四個連的兵力，在大量坦克掩護下向我118師和119師陣地發起攻擊。我兩師部隊以運動防禦戰為指導原則，頑強抗擊敵人，採取交替掩護、節節阻擊、遲滯、消耗敵人的戰術，連續打退敵人的多次進攻。經三日激戰，我放棄城峙山、金鶴山、座防山等前沿陣地，遂為敵人所佔。3月21日，119師奉命撤至濟寧里、兔玉洞、古垡地區；120師進至上下實乃里、岱日、馬硯地區；軍指揮部移至奈屯；118師於大龍山一線繼續阻擊敵人。此時，敵人先後進佔春川、泉田裡和大龍山以北一線陣地。黃昏，全軍完成第一步防禦任務，遂向北轉移。
3月25日晨，全軍轉移至金化以西、以南地區，在東起鷹峰、西至永平、北至金化，正面縱深均約為33公里的區域內展開組織防禦。120師為左翼，於燭台山、石龍山、國望峰、文殊洞地域展開；119師為右翼，於麝香山、觀音山、佛舞山、外城洞地域展開；118師為軍預備隊，於金化、安岩山、土城裡地域待命；軍指及軍直駐紮於草里田。軍左右鄰仍分別為39軍和26軍。
4月1日，敵先頭部隊已接近我前沿陣地並做試探性進攻和偵察。4月4日晨6時，敵軍主力進至華岳里、永平以南一帶，並以兩個團的兵力，在60餘輛坦克以密集炮火和空中大批飛機的配合掩護下，向我陣地猛烈進攻。我前沿部隊英勇抗擊，激戰至4月6日，我先後放棄佛舞山、文岩里、觀音山、龜汀洞、新路嶺、道馬寺、石龍山、沐浴洞等陣地並被敵人佔領。至4月8日，119師轉移至鳴城山之725高地、角屹峰、清陽里地區組織防禦；120師在加里山、寺谷、華陰洞一線阻擊敵人；118師轉移至金化以北地區。4月10日，敵人分多路以一個連到一個團的兵力，在坦克、大炮和飛機的配合掩護下向我各個前沿陣地輪番攻擊。我前沿廣大指戰員，以更加堅決的戰鬥意志和靈活機動的戰略戰術，同敵人既鬥智又斗勇，節節抗擊敵人，直至4月20日晚，在前沿的119師和118師奉命分別將陣地交與兄弟部隊20軍和27軍為止。然後，向北轉移。
在這場持續的運動防禦作戰中，我40軍三個師輪番與敵交戰，頑強抗擊敵人，出現了許多光輝戰例和英雄模範人物。例如：在洪川江北岸383高地防禦戰中，352團八連七班，利用野戰工事，藏藏打打，打打藏藏，先後打退了敵人一個排到一個連兵力的五次進攻，殺傷敵人50餘名，創造了以少勝多的範例，戰後，全班榮立兩大功；354團七連四班在鷹峰防禦戰中，夜襲蓮葉山，打響不久即殲滅美騎兵第一師一個班，生擒5人，然後進行伏擊，再殲敵一個班最後又擊退兩個排美軍的三次進攻，整個戰鬥僅以一人負傷的代價共殲敵40餘名，戰後，全班榮立兩大功，並得到中朝聯軍司令部通報表揚；354團四連19歲的青年戰士曾南生和同班戰友李克先在洪川江吾野坪北山的戰鬥中，兩個人與敵人兩個排的兵力激戰，連續擊退敵人的進攻，李克先身負重傷與敵同歸於盡，曾南生繼續戰鬥，圓滿地完成了掩護主力轉移的任務，戰後，榮立三大功，並獲得「青年戰鬥英雄」的光榮稱號；356團一連副班長曹慶功在堅守286高地的戰鬥中，當陣地只有他一人一槍的情況下，三次打退敵人一個排兵力的進攻，三次身負重傷，最後與敵同歸於盡，戰後追記特等功，並授予「一級戰鬥英雄」光榮稱號；356團八連在永平及以東之國望峰、鷹峰地域堅守725高地和467高地的戰鬥中，浴血奮戰六晝夜，打退在大量飛機、坦克、大炮掩護下的兩個營美軍的二十八次進攻，殺傷敵人300餘名，戰後，全連榮立二等功，並湧現出特等功臣、一級戰鬥英雄徐長富和一等功臣、二級戰鬥英雄楊樹華等一批英雄模範人物；356團二連在自逸里東北無名高地的戰鬥中，由張良廣率領的反坦克小組潛伏於前沿，沉著英勇，機智靈活，用手雷擊毀敵坦克一輛，戰後，榮立一大功兩小功，並被授予「反坦克英雄」稱號；358團三連在華岳山戰鬥中，三班長王學鳳帶領一個小組擊退敵人一個連兵力的多次進攻，他在子彈打光、身負重傷後，把最後一顆手雷投向敵群，然後跳下懸崖壯烈犧牲，戰後，追記特等功並授予「一級戰鬥英雄」稱號和追認為「模範共產黨員」；該連五班副班長劉維漢在鷹峰前沿阻擊戰中帶領兩個戰友阻擊敵人，當兩個戰友英勇犧牲後，他獨自一人堅持戰鬥，面對兇惡的衝到陣地上來的敵人，寧死不屈，拉響手榴彈沖向敵群與敵同歸於盡，戰後，也追記特等功並授予「一級戰鬥英雄」稱號和追認為「模範共產黨員」；358團二連三班在廣得里西南525高地戰鬥中，班長毛國臣帶領全班與兩個連兵力的英軍激戰四小時，擊退敵四次進攻，殺傷敵人百餘名，戰後，全班榮獲「二級戰鬥英雄班」稱號，班長毛國臣指揮正確果斷，殺敵英勇，榮立特等功，並被授予「二級戰鬥英雄」稱號；360團八連二排副排長吳自周在該連堅守都平里503.9高地持續八天九夜的戰鬥中，一人殺傷敵人50餘名，身負重傷仍然頑強堅持戰鬥，戰後，榮立特等功，被授予「一級戰鬥英雄」稱號。這許多英雄模範人物，用他們的鮮血和生命為我們這支部隊增添了新的光輝，也為祖國的人民爭得了尊嚴，為無產階級國際主義事業譜寫了新的壯麗的篇章。
在這場歷時兩個多月的運動防禦作戰中，部隊面臨的情況十分艱難。首先是減員嚴重，從本次戰役的第一階段開始，特別是砥平里戰鬥傷亡巨大，一直沒有得到補充，許多連隊嚴重缺員，兵力不足；其次是補給困難，經常彈缺糧絕，打起仗來，彈藥打光了只能以石代彈，或者到敵人屍體上去搜集槍支彈藥補充自己，而且常常幾天吃不上飯甚至喝不上水，只以少量炒麵充饑；再次是睡覺？那是根本提不上議程、不被安排、也無法安排的事情，也許在戰鬥空隙敵人還沒有攻上來時的十幾分鐘、幾十分鐘、一、二個小時，或搶修工事或轉移途中休息的十幾分鐘等等時間，儘管在敵人炮火轟鳴以及空中敵機瘋狂襲擾的情況下，但是由於長期超極限的睏倦，每個人也能呼呼大睡一覺，就這樣解決睡覺的問題。在這種情況下，部隊要日以繼夜地作戰、轉移，轉移、作戰。前線的部隊白天要抗擊敵人的進攻，夜晚要組織反擊或搶修工事，因為極度超體力地戰鬥、構築工事、轉移等等，再加上嚴重營養不良，幾乎使所有指戰員都熬紅了眼，不少人得了夜盲怔。但是，我們的部隊畢竟是在共產黨領導教育下的部隊，在堅強的政治思想工作的鼓舞下，全體指戰員互相關心，互相愛護，互相幫助，團結一致，用鋼鐵般的意志，不屈不撓的鬥爭精神，大無畏的英雄氣概，吃大苦、耐大勞，忍受和克服遇到的所有艱難困苦，始終保持了不向困難低頭、把困難踩在腳下，英勇頑強與敵人進行血戰的高昂戰鬥作風。
4月20日晚，我們軍在前線的118師和119師奉命將陣地交給兄弟部隊20軍和27軍並向北轉移後，至21日第四次戰役第二階段計兩個多月的運動防禦作戰即宣告結束，整個第四次戰役也划上了句號。