面对“联合国军”的大举进攻，1月27日，中朝联军被迫停止休整，立即转入防御作战。彭德怀对敌人的反攻并不感到意外，但敌人由溃退到反攻，如此之快，却出乎他的意料。联司领导对形势进行分析后，经与朝方商议，认为中朝联军极需休整补充，以利再战。彭德怀遂于1月27日，密电毛泽东：
第一、美军约3个团（后续部队不详），分三路越金良场里、水原线北数里，有相机攻占汉城、汉江南岸桥头阵地模样，企图以此稳定联合国内部目前严重混乱现象。为增加帝国主义阵营矛盾，可否以中朝两军拥护限期停战，人民军与志愿军从乌山太平里、丹邱里（原州南）线，北撤15至30公里，如同意，消息请由北京播出。
第二、敌继续北犯，我不全力出击，消灭1个师以上，保持桥头阵地，甚为困难。出击将破坏整训计划，推迟春季攻势，且目前弹、粮全无补充，最快亦须下月初旬，才能勉强出动。我暂时放弃仁川及桥头阵地，在国内外政治情况是否许可。……政治上又不许可放弃汉城、仁川，即须被迫部署反击，但从各方面考虑，甚为勉强，以何者为是，盼示复。
彭德怀
27日子夜，当彭德怀草拟好上述电文叫人发出后，内心一直踌躇不安。他几乎已经预料到，毛泽东一定不会采纳他的建议。但是，作为一个战场最高司令员的责任，又不允许他不将自己的意见和面临的困难向毛泽东和盘托出。
果然，第二天——28日夜晚，毛泽东的回电便到了，意见非常明确，毫不含糊：
德怀同志：
第一、1月27日24时给我的电报及给各军准备作战的命令均已收到。
第二、我军必须立即准备发起第四次战役以歼灭2万至3万美李军，以占领居田安东之线以北区域为目标。
第三、在战役准备期间必须保持仁川及汉江南岸，为确保汉城并吸引敌人主力于水原利川地区，战役发起时，中朝两军主力应取突破原州直向荣州安东发展的办法。
第四、中朝两军北撤15至30公里，发表拥护有限期停战的新闻是不适宜的，敌人正希望我军撤退一段地区封锁汉江然后停战。
第五、第四次战役后敌人可能和我们进行解决朝鲜问题的和平谈判，那时谈判将于中朝两国有利，而敌人则想于现时恢复仁川及汉江南岸桥头堡垒封锁汉江，使江域处于敌火威胁之下即和我们停战议和使中朝两国处于不利地位，而这是我们决不能允许的。
第六、我军没补充弹药也不是确有很大困难，但集中全力向原州荣州打下去歼灭几部分美军及四五个南朝鲜师的力量还是有的。请你在此次高干会议上进行说明。此次会议应即作为动员进行第四次战役的会议。
第七、中朝两军在占领大田安东之敌军以北区域以后再进行两个至三个月的准备工作，然后进行带最后性质的第五个战役，从各方面说来都比较有利。
毛泽东
1951年1月28日19时
虽说彭德怀已经估计到毛泽东将不会同意他27日电报的意见，但是看过毛泽东28日的电报后，他还是感到相当的吃惊：毛泽东不但不考虑后撤或放弃汉城，而且要部队南进至大田、安东以北……要知道，第三次战役我军是进至接近三七线附近之后，停止追击，撤回主力的，而现在以未加补充、休整的疲惫之师反击敌人，却要压过三七线以南接近三六线的地区——谈何容易哟！
然而军令不能违，反击是必需的。接到毛泽东回电的第二天——1月29日，正是中朝联军高干会议结束的那天下午，彭德怀在做大会总结时，向与会干部传达了毛泽东要求立即发起第四次战役的指示，并进行了作战动员，决定采取“西顶东放”的作战方针，即西线在汉江两岸顶住敌人，东线将敌人有计划地放进来，在运动中寻机歼敌。之后，会议结束，各路指挥员分赴各自的指挥岗位，加紧进行补充新员和粮弹等作战准备。
在作战部署上，经与邓华、洪学智等商量，决定在西线以50军和38军112师对敌进攻兵团予以坚决的阻击防御，由韩先楚统一指挥；在东线将敌人放至横城、砥平里一带，由邓华统一指挥39军、40军、42军和66军，形成兵力优势，分割包围敌人，争取歼灭敌人一部，制止敌人西线进攻势头。另外，由金雄指挥人民军第2、第5军团由平昌一带出击伪7师，得手后向荣川方向南进。
这天晚上，彭德怀又在他住的小屋里借着瓦斯灯光眯着双眼凝望着作战地图……他找到了大田、安东的位置——靠近三六线啦……毛泽东提出第四次战役要进到大田、安东以北区域——如何实现得了？以疲惫之师，即使勉强攻击到预定位置，亦将成强弩之末，若被敌人以强大的陆、海、空三军优势火力反击回来，后果将不堪设想……当初三次战役追敌到三七线而停止，没有继续南进，就是这个考虑；现在部队尚未补充、休整，却要打到三六线去……唉，不切实际哟……你说打到大田、安东以北部队再休整两至三个月，敌人以空中和机械化的优势，怎么会让你休整？眼下我们的休整不就是被迫停止了吗？唯一可行的办法是，在西边顶住敌人重兵集团，在东边消灭敌一两个师，撕开缺口，迫敌停止进攻。果然如此，部队也不应冒进至大田、安东以北，甚至连三七线以北的洪川、春川一带，会因筹粮困难而忍痛放弃……一切应从战场实际情况出发——什么是政治影响？我曾对金日成讲过那样的话：打胜了，影响就好；打败了，影响就不好……目前计划补充兵员的设想还未实现——从国内抽调的4万名老兵和8万名新兵正在安东边境一带集中，战役开始前已来不及补入部队，只有考虑将各军师的担架队抽补到步兵团，不然，部队缺编太多……尤其是，宋时轮的第9兵团亦不能全部参战——二次战役时，因冻伤部队丧失战斗力。这样，就更显得参战部队数量不足……应立即建议将杨得志的19兵团迅速开赴安东，随时准备调赴前线……
彭德怀坐在桌前，搓了搓冻得僵直的双手，提笔给毛泽东草拟电报：
主席：
……
我军情况，鞋子弹药粮食均未补充，每人平均共补5斤，须2月6日才勉强完成。特别赤脚在雪里行军是不可能的。将各军师直属队担架兵抽补步兵团亦须数日。13兵团主力由现地出动至洪川、横城集结约200公里。我们拟于2月7日晚出动至12日晚开始攻击。
攻击部署，以邓华同志率39军、40军、42军、66军首先消灭美2师，然后进攻堤川美7师或伪8师、2师，得手后看情况。以韩先楚同志往汉城指挥38军、50军及人民第1军团坚持汉江南岸阵地，相机配合主力出击。以金雄同志往平昌指挥人民第2、第5军团首先消灭伪7师，得手后向荣川前进。
9兵团目前只能出动26军共8个团，须2月18日才能到铁原做预备队，其余因冻伤均走不动（1个师3天只走15里），4月才能大体恢复健康，影响了我步兵比敌步兵优势，这是严重问题。第四战役敌我步兵相等，情绪比敌高，我还存在许多弱点。消灭敌两三万人后，敌利用技术优势，我亦不能取得两三个月的休整。第三次战役即带着若干勉强性（疲劳），此（四）次战役是带着更大的勉强性。如主力出击受阻，朝鲜战局有暂时转入被动的可能。为了避免这种可能性，建议19兵团迅速开安东补充整训，以便随时调赴前线。
彭德怀
第二天，毛泽东复电彭德怀：“部署甚好，预祝胜利。”
6、志愿军两位副司令挂帅东西线
当“联合国军”自西而东对我发起全面进攻时，志愿军同人民军商定作如下部署：
西线，由韩先楚副司令员指挥第38、第50军和人民军第1军团（简称韩集团），在金浦、仁川及野牧里至骊州以北68公里地段上组织防御，坚决抗击敌人向汉城方向的进攻。以人民军第1军团位于金浦、仁川港、永登浦、汉城地区，担任海岸防御及汉城守备任务。以第50军（配属炮兵第26团2个营）展开于野牧里至庆安川以西地区，依托修理山、光教山、文衡山等要点构筑第一线防御阵地，依托博达里、内飞山、鹰峰、国主峰等要点构筑第二线防御阵地，坚决抗击由水原沿铁路两侧向汉城方向进攻之敌。以第38军（配属炮兵第27团2个连）主力集结在磨石隅里以南地区进行作战准备，以该军第112师展开于利川以北、庆安川以东至南汉江之间地区，于堂谷里、泰华山、广岘、天德峰地区构筑第一线防御阵地；于旺谷、新垡里、中悦美、南治岘构筑第二线防御阵地，坚决抗击由利川沿公路向汉城方向进攻之敌。
东线，由邓华副司令员指挥志愿军第39、第40、第42、第66军（简称邓集团），于龙头里、阳德院里、洪川及横城以北地区集结，准备向原州、横城方向实施反击。由人民军前线指挥部指挥人民军第2、第3、第5军团，展开于三巨里、大美洞、宝来洞以北地区45公里地段上掩护邓集团集结，并准备以第3、第5军团在邓集团左翼，向横城东南方向实施反击。
为防止发生不利情况，避免陷于被动，同时令位于我国山东省的第19兵团由司令员杨得志、政治委员李志民率领，迅即向安东、凤城集结，准备随时入朝参加西线作战；令第9兵团之第26军立即向铁原集结，作为志司预备队。为了防备敌人从侧后登陆，除以人民军后方部队继续担任东、西海岸防御外，又以正在元山一带休整的第9兵团的2个军加强了东海岸防御。
7、白云山鏖战，志愿军英雄远名扬
“高高的白云山，矗立在朝鲜汉江南。麦克阿瑟要从这儿进犯，我们的英雄叫他停止在山前。炮弹炸翻了土地，我们说不准你侵犯。大火烧红了山岩，我们说不准你进前。英雄昂立在山巅，英雄的鲜血光辉灿烂。白云山，白云山，高高的白云山，让我们高唱着你的英名冲向前。”
人们歌唱白云山，是因为志愿军英雄们11个昼夜的鏖战远扬了它的英名。
白云山位于朝鲜汉江南岸，左翼为光教山，右翼为帽落山，互为依托，可以控制从水原通往汉城的铁路以及两条公路。因此白云山地区就成为交战双方争夺的重要战略要点。在此进行的战斗也就异常的激烈。
1月25日，美军第25师先头部队进占水原，随即集中主力近400人在近百辆坦克、汽车掩护下进至水原，与坚守白云山前沿阵地的志愿军第50军第447团形成对峙。第447团具体在水原以北白云山至东远里地区正面约9公里，纵深约6公里的地段上组织防御。27日2时10分，第447团第3营以第8连及师侦察连和团侦察排共200人组成突击队。乘美军立足未稳，利用夜暗袭击水原。师侦察连和团侦察排首先占领水原东北侧的岘南山高地，控制制高点，掩护第8连攻击。18名勇士首先冲进城内，直逼美军宪兵连驻地，美军顿时大乱。2个小时激战后，毙伤俘美军60余名，后突击队顺利返回原阵地。
拂晓，美军第25师1个营，在5辆坦克配合下，分3路向第447团防守的白云山前卫阵地兄弟峰发起进攻。志愿军第447团为了不过早地暴露自己，打乱美军的进攻部署，以3个连兵力，预伏在兄弟峰下的杜陵等地。当其进入伏击圈时，立刻炮火齐鸣，毙伤其60多人。29日晨，30余架飞机、30余门炮掩护美军步兵，攻占了328高地和西峰。下午，第447团反击立足未稳之西峰美军，恢复已失阵地。
30日，美军以50架飞机、30多门炮向第447团阵地狂轰滥炸达1小时之久，炸弹、凝固汽油弹和炮弹，炸翻了土地，炸烂了石头，烧红了山岩，烧红了天。随后500多名步兵在烟幕弹掩护下向兄弟峰发动更加猛烈的攻击。西峰昼间被美军占领，夜间就被志愿军夺回。坚守在东峰的第447团第6连，面对美军一次比一次更疯狂的进攻，不怕牺牲，前仆后继，两天内勇敢地打退美军8次冲锋，当阵地上只剩下指导员和3名战士，弹药殆尽时，仍巧妙利用地形，以“人在阵地在”的决心顽强坚持战斗。在第447团与美军反复争夺阵地的战斗中，守备261.5高地的一支分队，与美军激战4小时，全部阵亡。第447团历时5昼夜激战，共击退美军20多次冲锋，毙伤敌300多人，于31日夜主动撤离兄弟峰阵地。
此后，第447团为加强对白云山阵地的防守，及时调整了部署。2月1日拂晓，美军以30多门火炮、20余架飞机掩护200多人，进攻光教山，并投掷大量燃烧弹。在此守备的第447团第4连，与敌激战终日，由于双方力量悬殊，16时阵地被美军占领。为迅速恢复志愿军的防御态势，第447团组织力量向光教山实施反击，半小时后恢复阵地。此后，双方不断地进行激烈的争夺战。3日，美军出动20余架飞机、80余门火炮、30辆坦克，向光教山及白云山猛烈轰击，掩护500余步兵，分成3路发动了更加猛烈的进攻。第8连在光教山与美军血战，打退其4次冲锋，但终因伤亡过重，弹药耗尽，阵地失守。随即，美军以光教山为依托，在飞机、炮火掩护下，以一至两个营的兵力，向第447团阵地疯狂冲锋7次，第447团以少数人员轮番阻击，始终保持火力不断，一次次打退美军的进攻。5日，美军以航空兵和炮兵整日对白云山阵地轰炸扫射。当晚，第447团达成阻击目的后，主动撤出白云山阵地。
白云山地区阻击战中，第447团与狂妄的美军第25师激战11昼夜，以344人伤亡的代价，换取了美军1200余条性命，达成了阻击目的。这11个日日夜夜，给人们留下了永远传颂的故事。
8、砥平里攻坚战失利
砥平里本来是人民军占领着的地方。李奇微发动“围歼行动”后，美第2师第23团团长保尔·弗里曼上校带领部队迅速北进，于2月3日占领了砥平里。弗里曼率领的是一支不大不小的队伍：美第2师23团和法国远征军EMLC特遣营。
下午5点半，志愿军各部按照计划对砥平里之敌发起了攻击。
第39军第115师师长王良太、政治委员沈铁兵指挥第344团、第343团和第345团向砥平里的美军发起了猛烈攻击。
根据师里的命令，第344团和第343团对砥平里之敌来了个东西夹击。第344团从望美山以东沿铁路线向砥平里发起攻击，第343团在对面沿望美山以西的公路向砥平里发起攻击。
第343团2营5连首先攻占了望美山一侧的马山要点。敌人发动了疯狂的反扑，但都被5连击退。
第344团3营攻占了砥平里东南的马山村东北无名高地。为了夺回这一高地，美军反复发动冲锋，美军飞机丢下的炸弹把高地都削平了1米多。9连连长李清顺指挥全连坚守着阵地，朝扑来的美军狠狠地射击。5班的阵地上只剩下班长段秀峰和战士赵旺两个人。段班长已经中弹了，不久就因流血不支，躺倒在了异国土地上。
