7月15日14时30分至18时30分，南朝鲜第9师动用一个营至一个团的兵力，多次向432.8高地发起反扑，但均告失败。志愿军第24军部队始终稳固掌控着该阵地。

7月16日，志愿军第24军抓住敌军调整防务的时机，派出第72师和第70师部分兵力，成功攻占了537.7高地、葛洞北山及597.9高地东、东南、南面的多座无名高地。同时，第74师的一个团对松洞北山发起进攻，随后主动撤回。

连日的大雨导致河水暴涨、道路泥泞不堪，敌机趁机进行轰炸，前线地区的桥梁被摧毁，运输供应因此受阻，炮兵难以及时赶到提供支援。同时，美第8集团军在金城以南的反扑部署已基本完成。志愿军因此决定转入防御，抵抗敌军的反扑。

“联合国军”反攻的重点首先集中在东集团新占领的阵地——黑云吐岭、白岩山、949.5高地一线。该阵地线对敌军形成了突出态势，直接威胁南朝鲜第2军团防区内金城至华川公路这一南北交通要道。

7月17日，南朝鲜军以6个团的兵力，在飞机100多架次，大口径火炮200余门支援下，分路对志愿军第180师新占的金城川以南阵地连续轮番反扑。以3个团向黑云吐岭南1公里的569.5高地、黑云吐岭、1118高地；2个团向白岩山、949.5高地、867高地；1个团在5辆坦克配合下沿949.5高地以西公路突进。

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志愿军第180师所部在工事不完备、无纵深炮火支援、粮弹供应不足的情况下，面对数倍于已的优势之敌，进行了顽强艰苦的抗击。在争夺867高地作战中，敌投入2个营发动正面进攻，同时以直升机在侧后机降进行夹击。第180师的1个连在敌包围中拼死奋战，终因众寡悬殊，阵地被敌占领，该连除2人突围外，其余全部壮烈牺牲。

从17日3时至20时，激战整日，除867高地失守外，其他各处经与敌反复争夺，均将敌击退，其余阵地屹立不动。毙伤南朝鲜军3000余人。

18日21时至次日6时，志愿军第180师一边作战一边后撤，按照东集团的部署，将金城川以南的部队全部撤至金城川以北，并坚守在461.9高地。第五次战役的后期，第180师在由进攻转为防守的撤退过程中，因组织指挥失误而遭受严重打击，教训极其深刻。

这次撤退汲取了之前的教训，进展相对顺利。

撤收命令的下达，迅速、准确、沉着、隐秘；部队撤退前保持安静，按先伤员后部队、先炮兵后步兵的顺序依次后移；掩护部队领警戒、阻击位置，主力迅速脱离现阵地，轮番交替后撤，并在桥梁、渡口和重要道路交叉点派出指挥组，以免部队通过时发生拥挤混乱。

7月18日以后，在美军空中力量的支援下，韩军将反扑重点转向中央集团。

此时，双方的炮兵部队已完成部署，战斗愈发激烈。

7月18日，第54军135师404团7连，进入巨里室北山408.1高地，掩体还未构筑起来，就遭到敌军地毯式轰炸，阵地上伤亡惨重。

7月19日这天，“联合国军”对由志愿军第67军、第54军第135师及第68军第202师两个团组成的中央集团正面，展开3个团兵力，并配合以400余架次飞机和30多辆坦克的支援。

一天之内，敌军对巨里室北山攻击多达100余次。

战斗中，王占山看到一枚炮弹落在连长张丙振身边，连长的一条腿瞬间被炸飞了。经过一天激战，副连长、副指导员均身负重伤被抬下阵地，全连11名排以上干部只剩下指导员张冠佐和第3排排长王占山，其余全部牺牲。

20日上午，敌军再次对巨里室北山的408.1高地进行轰炸。正在前沿指挥战斗的指导员张冠佐，胸口被弹片穿出个窟窿。张冠佐牺牲前告诉王占山一定要死守阵地，决不能让敌人攻破。

王占山怀揣着指导员临终前的嘱托，带领剩下的将士们坚守在阵地，即便是面对敌军的坦克飞机，也绝对不会后退半步。

敌军眼见高地久攻不下，因此决定断了王占山等人的供应，很快我军战士就严重缺乏粮食和弹药，敌军企图通过这样的方式来逼迫王占山等人投降。