7月18日，西线人民军开始向大田发起攻击，至19日下午，人民军三个师完成对美24师的合围，于20日攻占朝鲜中部交通枢纽大田，击溃美24师，并于后来8月25日活捉师长威廉﹒迪安。据阿普尔曼所著《美国兵在朝鲜》，第三卷，199页记述，美24师自7月5日投入战斗以来，至7月20日大田战役结束，共有2400人在战斗中失踪，战斗伤亡为7305人，部分营连伤亡率高达70%，校级以上军官的伤亡尤其严重，损失的装备足以重新装备一个师！
大田战役结束后，人民军继续乘胜前进，西线主攻部队于7月24日至29日在永同、黄涧一带冲破美骑兵第1师和美25师阻击，于8月2日夺取金泉，8月3日解放陕川。中部战线，人民军突破韩军的顽强抵抗，从7月24日至8月3日，先后解放了荣州、醴泉、咸昌、安东、尚州等城及广大地区。
虽然人民军依然节节胜利，但形式依然缓缓发生了变化。随着美军反坦克榴弹、89毫米火箭筒以及大量M-26坦克的加入使得人民军的T-34坦克不再是无坚不摧了。到7月底，人民军只剩下80辆坦克，人民军的攻击速度骤然下降！
美第八集团军总司令沃克依据洛东江建立了最后的防线。这条后来被称作“釜山环形防御阵地”的防线，东起朝鲜东海岸盈德，向西至倭馆，然后折向南，直至洛东江与南江的汇合处南旨里。其东侧、南侧是大海，西侧是洛东江，北侧是庆尚山脉横向的高地群，整个地势易守难攻。
至8月初，美军和韩国军炸毁洛东江上的所有桥梁，全部撤至釜山防御阵地之内。至8月2日，在防御圈内共集结了韩国军5个师、美军4个步兵师、1个陆战旅141500余人，其中美军近6万人。沃克将韩军部署于防御圈北部盈德至倭馆一线，将美军部署于防御圈西部倭馆至马山一线，形成首尾相顾、纵深配置的连贯防线，兵力火力趋于集中。同时，战线靠近西海岸，在许多地方地面部队都可以直接得到海军强大舰炮火力的支援。
8月2日，朝鲜人民军第12师首先强渡洛东江，向浦项方向发起攻击，第一方面军和第二方面军随后全线发起进攻，开始了洛东江之战。东线，人民军第二方面军已经全部渡过洛东江，第12师冲破美军的空中和地面炮火的顽强抵抗，于8月11日占领港口城市浦项，切断了韩国第3师的后路，人民军第5师从正面向其进攻，重创韩国第3师，进至浦项地区与12师会合合，从而在美军和韩国军釜山防御圈的最东端打开了缺口。
在战线的最南端，人民军第6师占领晋州后，继续向东猛攻，击溃美第25师，于8月7日攻至距离釜山只有几十公里的马山。从陕川地区进攻的人民军第4师于6日强渡洛东江，突破美第2师的防御，于8月11日进至灵山。两只部队并肩突进，形成了直捣釜山之势。
在中部，人民军第一方面军主力和第二方面军主力相互配合，于8月3日至11日，先后强渡洛东江，从几个方向对大邱展开向心攻击。至8月15日，各路攻击部队击溃美军和韩国军的抵抗，进至义城、军威、善山、倭馆、玄风一线，对大邱形成包围之势。
美军立即展开凶猛的反扑。沃克调整部署，以部分兵力扼守北部地区的要点，集中美军在密集的空中和地面火力支援下，首先对西部马山地区的人民军第6师实施反扑，随后由南向北，先后对灵山、玄风、倭馆、浦项地区的人民军进行反击。期间，人民军与美军展开了激烈的拉锯作战，10余天里阵地失而复得，战线变动甚微。由于美军的火力和海空优势，而此时人民军战线过长，后勤补给遭到美空军严密封锁，前线损失严重，不得不放弃洛东江左岸阵地，全线撤至洛东江右岸和倭馆、浦项以北地区，战局陷入僵持状态。
在接下来几天里，联合国军中英军第27旅进入釜山防线，另美军数量也再次剧增。
8月31日，人民军再次在全线发起进攻。在西部战线，人民军第1方面军再次强渡洛东江，突破美国在洛东江沿岸地区设置的防线，深入美军防线纵深10-15公里，于9月3日进至灵山、昌宁、玄风一线。在北部战线，人民军第2方面军突破韩国军在庆尚山脉设置的防线，经数日激战，于9月10日进至倭馆、多富洞以南地区和八公山地区，先头部队逼近大邱北侧琴湖江右岸，对大邱市区实施炮击，大邱告急，美第8集团军司令部被迫转移至釜山。釜山环形防御阵地岌岌可危，司令官沃克下令部队就地死守，朝鲜人民军攻势已是强弩之末。
