美军骑兵师是美军的一支王牌部队，在两次世界大战中皆为美军的常胜师，号称160年来从未打过败仗，其装备现代化水平亦居美军之首。此时开进云山的第八团是该师的主力团。该团进入云山后，便与李承晚军第一师十二团连续三昼夜向温井里方向进攻，不惜一切代价，企图北进增援。吴信泉接到彭德怀的电话：四十军于今日拂晓肃清了温井里和楚山的李承晚军第六师主力，于今晚将协同三十九军围歼云山之敌。

情况被逐级报到三十九军军部，军长吴信泉沉吟片刻，对政委徐斌洲说：“打狗打出条狼来，怪不得火力这么强，原来是美军的王牌师。本来想吃肉却啃上了骨头，怎么办？我的意见，继续进攻，吃掉这股敌人！我同意！剑已出鞘，岂有收回之理。”徐斌洲说，“出国第一仗就与强敌劲旅交手，这是对我们的考验。应该告诉部队，发扬我军近战、夜战、穿插战的特长和大无畏的革命英雄主义精神，首先从气势上压倒敌人！

对，怕他什么！”吴信泉把帽子往桌子上一摔，“命令各师，多动脑筋，先打乱敌人，然后各个歼灭。”志愿军总部接到报告后，彭德怀的答复只有一句话：“坚决消灭美国王牌军！”彭德怀的命令被迅速传达到部队，三十九军指战员斗志更旺，听说与美国王牌军交手，一股英雄豪气陡然而生。

山东纵队第二支队指挥员们军号吹响，志愿军三十九军主力与敌人展开了争夺制高点的战斗！由白天打到黑夜，战士们面对极端困难的地形，绕过崎岖的山路，越过高坡深壑，几次跳过敌人的雷区、堑壕，在密集的炮火下终于把骑一师主力包围住了。敌人用飞机轰炸，用坦克冲击，企图突围，均未得逞。

黑夜如期而至，天上无星无月，大地混沌一团。志愿军发挥了夜战的优势，敌人的地面部队犹如盲人骑瞎马，夜半临深池，他们的飞机、坦克失去了作用。在硝烟和血雾的笼罩下，志愿军火箭炮迅速进入阵地，炮火把漆黑的天幕映成一片紫红，不时腾起礼花般的光彩。在万条火龙狂叫怒吼中，战士们就地滚爬，不怕牺牲，用手榴弹、爆破筒、炸药包硬是把敌人的“钢铁防线”给摧毁了!

十一月三日，志愿军战士刺刀上枪，杀声震天，一鼓作气地冲进小城，如虎入狼群，和敌人展开了短兵混战。经过激烈的战斗，骑八团第三营全部被歼，营长、营参谋军官和四个连长或毙或俘。作为一个建制单位，第三营已不复存在，美国陆军被迫撤销第三营番号。

上天无路、入地无门的美国兵在他们听不懂的呐喊声中缴械了，骑一师指挥部率先在中心广场旗杆上降下美国国旗，挂上一面特大的白旗，紧接着整个小城各处都打出了表示投降的白旗。有一个黑人士兵双手高举，他说：“我们的长官说了，投降有四个条件：一是没有子弹了，二是没有干粮了，三是中断联络了，四是突围不成了。我们符合投降的所有条件。”

云山之战至此全部结束，中美两军在朝鲜战场上的第一次较量以志愿军的胜利而告终，美军“不可战胜”的神话像气泡一样破灭了。在两天三夜的战斗中，志愿军三十九军重创美骑一师，毙、伤、俘敌共二千余人，其中美军一千八百余人，击落飞机三架，缴获飞机四架，击毁与缴获坦克二十八辆、汽车一百七十余辆、各种火炮一百一十九门。彭德怀高兴地说：“从没吃过败仗的美国‘常胜军’骑一师这回吃了败仗，败在了我们三十九军的手下！