至此，第27军已突入敌纵深20余公里，切断了对县里之韩第3、第9师内正面的合围，并切断了其向西南的退路。另会同第20军第60师部队在上南里地区全歼韩军5个营（3000余人）。
志愿军第12军突破后，主力于三巨里歼韩第5师一部，继在自隐里以北与美2师及法国营展开激战（原以为守卫在此的是韩军），进攻受阻。经过连续4次猛攻，在付出相当代价后方突破加山里敌军阵地。此后，在向纵深发展的途中又遭敌顽强阻击，激战终日，攻占扇坪。该军担任迂回任务的第31师被敌阻隔，至18日才至丰岩里以北地区，只有1个团从敌左翼绕道插入敌纵深，于18日拂晓攻占长水院，但亦未能按计划及时到达丰岩里、束沙里的迂回任务。
人民军第5军团进展顺利，动作迅速，其第6师第1团于17日晨攻占县里以北的贵屯里，随后坚持白天跟进，于13时30分插至铁东里南山，切断了县里之韩军向东南的退路。
人民军第2军团由于翻越山头时山大雪多，受阻于雪岳山地区，未能完成与27军合钳之任务。
人民军第3军团尾随第5军团进入战斗，进占望对岩山、琉璃峰、西林立地区。
18日晨，县里之韩军知大势已去，分队从芳东里、镇东里向南和东南方向突围。志愿军和人民军按照预定部署，从东西两面出发，展开围追堵截。
战至19日，韩军第3、第9师大部被歼灭。另韩军第5、第7师残部于18日逃至洪川东北和横城东北地区，靠东海岸的韩首都师、第11师亦南撤，退至注文津、江陵地区。
19日，志愿军和人民军继续发起攻击，并增加右翼突击力量，以第60军181师在松谷台山方向投入战斗，并归12军指挥。12军主力前出至踏枫里、新村地区，第181师也进至上下莲洞地区，担任迂回任务的第31师主力也于20日黄昏前进入束沙里以北地区，但均未能大量歼敌。
第27军于20日占领讷言里、苍村里地区。
人民军占领广院里、清道里地区，一部前出到下珍富里以北皮木亭，其第3军团于21日收复襄阳。
志愿军在东线部队于县里及周边地区围歼韩军的同时，中线和西线的志愿军部队也根据中朝联合司令部的统一部署，对当面之敌展开了进攻，意图拖住西线美军增援部队。
在中线，志愿军第15军发起进攻，于17日晨攻占沙五郎峙、双德洞及三年洞等地，第二日晚又继续攻击，攻占板项里、大水洞等地，歼灭美军2个营。但遭美2师和美陆战1师的顽强抵抗，没有完成打开战役缺口，割裂美军的任务。
志愿军第60军180师于16日趁夜攻占汗谷、塔洞、鸠岩里一线，并继续攻击，于19日攻占洪川江以北法所里地区，牵制了美7师，使其不得分兵东援。
在西线，志愿军第19兵团和人民军第1军团也对当面之敌发起攻击，以牵制西线美英主力不得东援。但为保存实力，战事雷声大、雨点小，战至19日，西线转入防御。
至20日，东线韩军再一次溃不成军，韩军整个第3军团4个师全部崩溃，志愿军和人民军在东线打开了缺口。由于朝鲜中部纵向山脉的阻挡，志愿军只能在东线继续向南推进，经过5天奋战，宋时轮兵团在东线突入了50-60公里，冲的最远的第12军已到达37线，其下的第92团竟然插入了150公里远，到达了下珍富里。
正在这个时候，志愿军再次失去了补给。一线几个兵团基本断粮，中路王近山兵团只能就地停留3天等待补给，没有跟上继续扩大战果。
美第8集团军范佛里特急调美第10军主力沿战线向洪川、清凉里逐次东移。令位于汉城东南京安里的集团军预备队美第3师迅速东援，堵塞战役缺口，稳固防线。同时，在西线，命令美第1军3个师又3个旅向志愿军第19兵团展开进攻，以减轻东线压力。
美3师接到命令后,从朝鲜最西部的京安里机动行进10余小时就到达了东部的丰岩里、下珍富里，堵塞了战役缺口，预备队韩第8师则由大田北上，进入平昌、堤川一线，构成了纵深防线。经过部署和调整增援，美第8集团军重新形成东西想接的完整防线。
鉴于韩军龟缩防御，美军已然东调，东西防线已然形成，而志愿军东线第20、27军后勤补给没有及时跟上，结果东线就形成了一块危险的突出部，向前**的几个师成为了孤军，志愿军的厄运到来了。
