据此，志愿军决定发起第三次战役，力求在汉城、原州、平昌线以北地区更多地歼灭敌军，特别是尽量多地歼灭南朝鲜军队，迫使美军撤兵。

在部署军事行动的同时，华国政府在外交上同美国展开了针锋相对的斗争，特派代表在联合国控诉了美国的侵略罪行，舟公发表声明谴责联合国非法成立“朝鲜停战三人委员会”等。

为赢得主动，志愿军编两个纵队。右纵队由第38、第39、第40、第50军为主编成，计划歼灭南朝鲜第6、第1师，而后向议政府方向发展进攻。左纵队，由第42、第66军为主编成，计划消灭南朝鲜第2师及第5师一部。

人民军第1军团负责配合右纵队歼敌并保障其翼侧安全，人民军第5军团主力、第2军团一部，向洪川方向进攻，配合左纵队作战。

人民军第2军团主力、第5军团一部，于战役发起前在洪川东南隐蔽集结，配合正面进攻。1950年12月31日17时，向敌人发起全面攻势。

战役打响后，右纵队第39军在炮兵2个团支援下，快速突破临津江。至次日拂晓前，该军第116师突入敌防御纵深约10公里。

第117师猛打猛冲，连续冲破敌军数次拦阻，于1月1日5时前突入敌防御纵深约15公里，切断了南朝鲜第1师与第6师的联系，并截歼妄图逃窜的南朝鲜第6师600余人。我第50军在第39军第115师有力策应下顺利渡江，占领了紫长里地区。

第40军第118师面对南朝鲜第6师主力，逐山逐堡展开争夺，至1月1日拂晓，迫敌南逃。

第119师在炮兵约1个团支援下，突破临津江，直插敌防御纵深约12公里，切断了南朝鲜第6师的退路。但由于对态势掌握不够清楚，阻隔部队撤回，导致包围圈出现了缺口。

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我第38军第113师强突敌阵，歼灭敌1个连。担任迂回任务的第114师快速插进敌阵，在1日12时突入敌防御纵深达20公里，但在与第39军第117师围歼南朝鲜第6师时，却不料其大部已经从缺口处逃离。