面對美軍大規模的空中攻勢，志願軍後方部隊展開了反「絞殺戰」的全面鬥爭。這是志願軍的後方鐵道部隊、工程部隊、運輸部隊、公安部隊、高射炮兵部隊、航空兵和兵站倉庫、醫院諸兵種聯合作戰，與敵人打的一場大規模的後方反「空中封鎖」戰役。
到1952年5月底，志願軍空軍共有九個師十八個團的殲擊機部隊參戰，並有兩個轟炸機師的部分部隊參加轟炸大、小和島，配合地面部隊攻佔這些島嶼的作戰。反「絞殺戰」期間，志願軍空軍參戰飛行員447名，其中有空勤組二十八個。戰鬥出動680批、空戰85批、1602次，擊落美機123架、擊傷43架。我方被擊落82架、被擊傷27架。志願軍空軍與美空軍損失之比為1:1.46。志願軍空軍經受了空戰的考驗。
志願軍空軍的積極作戰，削弱了美國空軍的空中優勢，減緩了地面交通運輸的壓力。美軍稱志願軍空軍「嚴重地阻礙著聯合國軍的空中封鎖鐵路線的活動」，美空軍「戰鬥轟炸機除了扔掉炸彈四散逃命外，別無他法」。因而遠東空軍被迫決定，「戰鬥轟炸機以後不在『米格走廊』內進行封鎖交通線的活動，此後只能對清川江與平壤之間地區的鐵路線實施攻擊」。
在志願軍空軍參戰的同時，志願軍司令部將在朝鮮的高射炮兵主要力量投入了反「絞殺戰」鬥爭。
志願軍高射炮兵由三部分組成：一是野戰高射炮兵，在反「絞殺戰」鬥爭期間共有四個師（第61、第62、第63、第64師）和若干個獨立營參加作戰，野戰高炮師各裝備85毫米口徑高炮和37毫米口徑小高炮四十八門、12.7毫米口徑高射機槍三十六挺；二是城防高射炮兵，反「絞殺戰」鬥爭期間保持在朝鮮作戰的有五個團左右，共有六個獨立營，團裝備85或76.2毫米口徑和37毫米口徑中、小高炮共三十六門、高射機槍三挺；三是隊屬高射炮兵，第四次戰役以後，每個兵團配有六至九個獨立營，營裝備37毫米口徑小高炮和高射機槍各十二門（挺）。
自1951年9月下旬至11月底。中央軍委和志願軍總部根據美國空軍全面轟炸北方鐵路的情況，將朝鮮北方鐵路劃分為四個防空區（平壤、安州、定州、價川、順川區；殷山、新倉里區；陽德、龍池院里區；平壤、物開里區），並指定志願軍駐各該區高射炮兵為防空作戰部隊。
各高炮部隊均於10月上旬前到達上述位置擔負防空任務，只留少部分兵力掩護重要倉庫。同時，各兵團和軍派出了大部分高射炮營擔負駐地周圍重要的橋樑和線路的防空任務，僅留六個高射炮營掩護一線部隊和炮兵作戰。
在此期間，中央軍委在致彭德懷司令員的電報中特彆強調指出：
必須說明，擔任上述防空任務的部隊首長，充分認識這個任務的重要性，不得從局部觀點出發（如捨不得拿部隊、捨不得打炮彈，不督促、不檢查或不給解決掩護中的困難等），且要有長期準備，沒有命令不得撤收部隊。
根據上述指示，志願軍掩護鐵路運輸的高炮部隊積極作戰，予美國空軍以嚴厲打擊。
志願軍加強鐵路高射力量以後，敵機為了躲避高射炮火的射擊採取了更加狡猾的戰術手段。襲擊的航線，侵入方向批次、間隔時間都極不規律。攻擊時，有的以小角度俯衝，大角度上升，或以大角度俯衝，低空逃脫；有的直接攻擊目標陣地；有的偽裝俯衝以逃避火力；此外並常以一個梯隊偽裝過航，待第二梯隊來臨時再突然返回進行合擊。
志願軍高射炮兵也相應改變戰術。例如以少數火力打擊佯攻的敵機，集中大部分火力打擊其攻擊機群，並指定專門火器打擊迂迴俯衝的敵機等。這一戰術有力地打擊了敵機。
1952年初，美國空軍對志願軍三角鐵路地區較集中的高射炮兵火力已感到恐懼。於是，下令改變轟炸地區，採取經常改變轟炸目標的辦法來躲避志願軍的高射炮兵。
美國空軍史承認：
敵人地面的炮火也使第5航空隊的戰鬥轟炸機遭到了很大損失。由於這種原因，……9月，被擊落32架、擊傷23架；10月被擊落33架、擊傷238架；11月，被擊落24架、擊傷255架。
侵朝美軍艦載航空兵十分懼怕新城川至高原段鐵路沿線上志願軍準確、猛烈的高炮火力，將此地區稱為「死亡之谷」，而不願去攻擊。
美國空軍史稱：
1952年1月初，第5航空隊的作戰官們鑒於清川江以南的共軍高射炮火越來越集中了，便下令改變實施空中封鎖鐵路線的地區。……在2月里，各個戰鬥轟炸機大隊繼續對清川江以北的鐵路目標進行攻擊，但是他們用經常改變攻擊目標——用從一條鐵路改到另一條鐵路的方法來躲避日益增多的敵人高射炮。
3月初始，又採取「飽和轟炸」法，即避開志願軍高射炮兵火力選擇攻擊目標，「24小時晝夜不停地集中所有能夠用來執行封鎖鐵路線任務的飛機對鐵路上的幾個小段實施攻擊，以徹底破壞這幾段鐵路線。」
志願軍高射炮兵針對敵機轟炸特點，依靠有限的對空火力，採取了「重點保衛、高度機動」的作戰方針，以一部兵力重點保衛主要鐵路橋樑和物資囤積地，而以主要兵力在鐵路沿線以師為單位配屬若干城防團和獨立營，劃分幾個作戰區，實施廣泛的機動作戰。這樣。我軍在鐵路沿線減少了對空作戰火力的空白區，有力地打擊了敵機。4月下旬至5月中旬，高射炮兵第62師第605團五次晝間遊動作戰，擊落、擊傷敵機各十一架，自身人員武器均無損傷、創造了晝間遊動作戰殲敵的範例。
1952年上半年，志願軍掩護鐵路橋樑運輸的高射炮兵共擊落敵機198架、擊傷779架。
在反「絞殺戰」鬥爭中，志願軍高炮部隊共擊落敵機260餘架、擊傷1070餘架，對粉碎美國空軍的「絞殺戰」起了重要作用。