五次战役以来，志愿军一直没有打过胜仗，联合国军连续攻下了“喋血岭”和“伤心岭”，尽管他们损失了几千人，但毫无疑问的是他们达到了战略目的。他们的下一个目标，就是五圣山——美方将其叫做“三角形山”，而志愿军刚刚发动的白马山进攻，又以失利告终。在如此严峻的情况下，彭德怀指着朝鲜地图对十五军军长秦基伟说：“五圣山是朝鲜中线的门户。失掉五圣山，我们将后退二百公里无险可守。你要记住，谁丢了五圣山，谁要对朝鲜的历史负责。”

五圣山（北纬38度19分17秒，东经127度27分52秒）显然是在38线的北边，由两条山脊构成，两条山脊形成一个V字。中方说的上甘岭，是位于V字尖头的598高地加上V字以东隔着山沟的一条狙击手岭（北纬38度19分44秒，东经127度29分7秒）。联军的原始计划是同时向这两个高地进攻。由美军第7步兵师31步兵团的一个营拿下598高地，韩军第2步兵师32团的一个营攻克狙击手岭。计划以200人阵亡的代价，五天以内结束战斗。但是，原计划中的炮火和空中支援，大部分还在白马山战斗中使用。美军31步兵团指挥官穆斯上校临时决定，将美韩军地面部队兵力增加一倍。由原来的一个营分别增加到两个营。

秦基伟认为美军机械化步兵和装甲部队大规模的进攻只能在五圣山西边约20公里的西方山谷地展开，所以15军45师的大部分兵力和火力都布置在那里。598高地只有两个连，狙击手岭只有一个连防守。为了弥补火力的不足，志愿军预先挖了大量的坑道和战壕，并且布好了雷区。10月5日，韩军第2步兵师的一名军官叛逃，带给志愿军全套的摊牌行动的作战计划。但秦基伟并不相信，他认为这个韩国人是在玩蒋干盗书的把戏。

1952年10月14日凌晨4点，经过两天的空袭后，美韩军280门各种火炮一起开火，猛轰志愿军阵地，一小时以后，炮火延伸。步兵冲击开始，美韩步兵跟着滚动弹幕，分别向598高地和狙击手岭攻击前进。猛烈的炮火摧毁了地面植被和工事。但是当美韩军接近志愿军阵地时，他们遇到了手榴弹，爆破筒，肩扛式火箭弹甚至石头的杀伤。靠着近距离支援炮兵的打击，才把志愿军的火力压下去，但是纵横交错的坑道和地堡网使志愿军得以源源不断的补充地面部队的损失。尽管有防弹衣的保护，这是第一次大规模的现代单兵装甲应用于实战，美31步兵团参战的第一营和第三营还是在进攻的第一天就遭到96死，337伤的损失。这是该团韩战单日最大的损失。到下午3：20，韩军攻占狙击手岭表面阵地，志愿军只剩下20人退入坑道。而美军这边，只占领了部分表面阵地。因为参战的美军两个营在手榴弹的攻击下伤亡惨重。美韩军停止进攻，修筑工事巩固阵地。入夜，志愿军45师师长崔建功用三个连的兵力，在两个高地发动反攻，在凄厉的冲锋号声激励下，志愿军冒着敌方甚至己方炮火，拼死冲入敌阵拼刺肉搏，疯狂的程度让每一个目击的美军都相信，这帮人刚嗑完药。由于双方纠缠在一起，联军得不到弹药补充，只好又退下山来，美韩军无功而返，第一天就这样过去了。

接下来的44天里，参战双方都不断地增兵，两个高地反复易手，双方反复拉锯。10天以后15军45师一万多人伤亡惨重。无力再战，两高地都被美韩军占领，志愿军全部退入坑道。志愿军副司令员邓华急令12军参战，归15军指挥。45师也得到了1200人的补充。准备反攻。美韩军则是每天都轮换两个营参战。以保持士气。这种近距离的拼搏，韩军打得比美军好，原因很简单，韩军是为自己打，美军是帮别人打。刚刚过去的白马山战斗，38军首开志愿军打不过韩军的记录，饮恨回国休整。范弗里特干脆将美第7步兵师撤出休息，由韩军第二步兵师31团接管美军阵地。

与此同时，秦基伟依然放心不下西方山谷那一片开阔地，他决定先发制人，命令15军44师加上12军29师85团拿下临近的杰克森高地，以防不测。

10月30日中午，志愿军用133门大口径火炮，22门火箭炮加上30门120MM重迫击炮猛轰韩军31团的598高地，这是志愿军韩战最大的炮兵作战行动。半夜时分，炮火停止，分属45师和29师的十个连步兵涌向韩军阵地，将韩军赶下山头。随后的五天，韩军第9步兵师30团发动连续反攻，虽然造成志愿军重大伤亡。但志愿军的增援部队31师93团守住了阵地。联军决定放弃对598高地的进攻。集中力量防守狙击手岭。此后，志愿军多次攻击狙击手岭未果，一直到战役结束，狙击手岭仍然在韩军手中。战役结束后的12月2，3日两天，志愿军心有不甘，对狙击手岭又发动进攻，依然败下阵来。

迫于美韩军的大量伤亡数字，以及克拉克的压力，范弗里特于11月28日结束摊牌行动。

上甘岭战役，美军表现出厌战情绪，志愿军惨胜，韩军虽然付出了重大伤亡，却又一次打出了威风，士气大振。