第三次戰役剛剛結束，中朝軍隊正準備休整兩個月再發動春季攻勢。"聯合國軍"卻依仗主力完整和補充迅速展開了反攻，使中朝兩軍1951年1月25日至4月21日之間進行了第四次戰役，主要採取機動防禦作戰。

第四次戰役期間，志願軍正處於"青黃不接"狀態，老部隊極其疲勞且缺乏糧彈，新的增援部隊一時尚無法趕到，遇到了抗美援朝戰爭開始以來最困難的局面。戰役開始時，由於對敵情估計不足，中朝聯軍一時陷入被動。隨後，毛主席及時調整了戰略部署，志願軍領導適時地運用堅守防禦、戰役反擊、運動防禦等作戰樣式，以空間換取時間，終於堅持到戰略預備隊到達。

第三次戰役勝利後，中朝軍隊從1月中旬起轉入休整，準備在春季攻勢後首先將敵軍主力截斷在洛東江以西，防止其再像上一年那樣退入"瓦克防線"固守，然後封閉其主力加以殲滅。此時第一線的中朝軍隊有28萬人(其中志願軍6個軍21萬人)，卻因敵機封鎖後方運輸線而陷入糧彈均供應不上的困境。中央軍委雖然於上一年10月就確定第19兵團和西南軍區抽出的3個軍作為志願軍戰略預備隊，可是第19兵團還在國內整訓和更換蘇式裝備，西南軍區的3個軍還在長途調運中，一時都無法趕到。從中南軍區即原四野部隊抽調的用於補充前線的10餘萬人(大多數是久經戰火鍛鍊的老兵)也未到達。加之蘇援武器多未運到朝鮮，前線部隊裝備還沒有更換補充，只有靠原有的耗損嚴重的武器繼續作戰。部隊因被服棉鞋等大量磨損又供應不上新品，在寒冬天氣裡指戰員們衣露鞋破已成普遍現象，有的人只好打草鞋勉強維持。

此時，"聯合國軍"方面的情況卻大有改觀，其第一線作戰部隊已達到23萬人(美軍7個師、南朝鮮軍8個師、英軍2個旅)，並且兵力集中，裝備也得到增強。有過第二次世界大戰經驗的李奇微還針對志願軍迂迴穿插的傳統戰術，改變了過去只沿公路冒進的戰法，採取穩紮穩進、互相靠攏的戰術，使其火力強、供應條件優越的長處得到更有利的發揮。

1月28日晚，毛主席覆電彭德懷，表明不同意提出停戰的建議，電文如下：

(一)一月二十七日二十四時給我的電報及給各軍準備作戰的命令均收到。(二)我軍必須立即準備發起第四次戰投，以殲滅兩萬至三萬美李軍佔領大田、安東之線以北區域為目標。(三)在戰役準備期間，必須保持仁川及漢江南岸。為確保漢城並吸引敵人主力於水原、利川地區，戰役發起時，中朝兩軍主力應取突破原州，直向榮州、安東發展的辦法。(四)中朝兩軍北撤十五至三十公里發表擁護限期停戰的新聞，是不適宜的。敵人希望我軍撤退一段地區。(五)第四次戰役後，敵人可能和我們進行解決朝鮮問題的和平談判，那時談判將於中朝兩國有利，而敵人想於現時恢復仁川及漢城南岸橋頭堡壘，封鎖漢江，使漢城處於敵火威脅之下，即和我們停戰議和，使中朝兩國處於不利地位，而這是我們決不能允許的。(六)我軍沒有補兵，彈藥也不足，確有很大困難，但集中主力向原州、榮州打下去，殲滅幾部分美軍及四五個南朝鮮師的力量還是有的。請你在此次高幹會議上進行說明，此次指導應即作為動員進行第四次戰役的會議。(七)中朝兩軍在佔領大田、安東之敵軍以北地域以後，再進行兩個月至三個月的準備工作，然後進行帶最後性質的第五次戰役，從各方面說來都比較有利。

同日，毛主席將這個電報也發給了斯大林，徵求他的意見。斯大林於30日回電，同意毛主席28日給彭德懷電報並指出："從國際的觀點看，不讓敵人佔領仁川和漢城，以便中朝部隊給敵人的進攻部隊以重大打擊，是完全合適的。"

事後看當時的情況，在敵軍已經大舉反攻之時，再提出停戰也已錯過有利時機，很難為敵方接受。當時遠在北京和莫斯科的領導人對前線敵我雙方的實力對比還不甚清楚，提出打退敵軍和守住漢城、仁川的要求在事實上也已不能實現。

橫城反擊獲勝後，圍攻砥平裡不克，部隊因供應不足只好喝粥度日，彭德懷決定放棄漢城北撤三八線，待國內戰略預備隊到後再出擊。

1951年1月25日至2月16日，志願軍第50軍和第38軍一部在漢江以南進行了20余天的陣地防禦戰，阻擊向漢城進攻的美第1軍。這次防禦戰是抗美援朝戰爭中第一次大規模的防禦作戰，其激烈程度和全新特點都在人民解放軍戰史上寫下了新的一頁。

此時美軍實行空地配合的立體進攻，對志願軍一個團的防禦陣地每天都發射炮彈數萬發，並以數十架次飛機支援，空投炸彈上百枚，加之河面封凍便於敵坦克橫衝直撞。在這種防禦難度空前的形勢下，參戰部隊表現得極為頑強，經過14天節節阻擊和反覆爭奪，美軍只前進了18公里，並付出1萬餘人傷亡的代價。2月10日，"聯合國軍"再次進佔已被人民軍主動放棄的仁川，漢江以南的主要陣地卻仍在志願軍堅守之下。2月中旬，漢江已開始解凍，為避免背水作戰，第50軍和第38軍之一部才於2月28日前全部撤到漢江以北。

當時在沒有堅固工事的情況下，志願軍實施防禦主要採取疏散配置和機動防守，強調進行防禦作戰，必須作好工事，採取疏散縱深的兵力配備，較大的反擊必須夜間進行。不能死守一地，在爭取到一定時間或無力防守時，應主動地轉移陣地。

在漢江南岸防禦形勢嚴峻的情況下，2月4日彭德懷致電毛主席並高崗："待鄧華集團能於12日前後，向原州、橫城地區尋殲敵一兩個師，使敵停止於漢城，或逼其退回水原、利川線以南。但如果我軍出擊受阻，則敵軍將向三八線進攻。洪川、春川地區雖有利於抗擊敵軍，並也是我軍將來出擊的要地，但不能就地取糧，後方運輸困難，無法供應，在不得已的情況下只有放棄。"

2月4日24時，周恩來以中央軍委名義覆電，同意彭德懷的部署，同時指出："我如能在東線殲敵一兩個師，開啟缺口，則西線敵人冒進，可能被停止，但也須設想敵進佔漢城後偵知我西線正面力薄，仍有繼續前進逼我東線後退可能。""如果我出擊受阻，西線敵人已向三八線逼近而我在東線無戰機可尋時，我鄧集團可以考慮放棄洪川、春川地區，將來再打。"這一電報，說明中央軍委在毛主席1月28日發來電報後僅一個星期，就根據形勢改變了原定設想，認識到朝鮮戰爭有長期化的可能，並同意必要時可考慮放棄三八線以南，顯示出戰略思想的高度靈活。

2月4日這一天，金日成來到彭德懷的司令部，就進行第四次戰役問題進行了會商，兩人共同認為，"經三次戰役後，上下都產生輕敵思想，對敵人估計不足，以為敵人不可能這樣快的向我反攻"。雙方確定第四次戰役的目的是"力爭停止敵人前進，穩步開啟戰局，並從各方面加緊準備，仍作長期打算的方針"。彭德懷雖對鄧華指揮的東線集團出擊寄予希望，但是也估計到"假如主力出擊受挫，則敵人可能大膽追擊我們一下，形勢可能暫時處於被動"。金日成也認為，不能輕敵，如果第四次戰役不能按毛主席1月28日電報要求打到安東、大田地區，能守住漢江南岸一線陣地也很好。待空軍和機場準備好後，能於5月進行總攻。

中央軍委看到朝鮮戰場上敵軍正實施反撲，同時利用其優勢的技術條件實行長期的消耗戰，部隊在前線難以做必要的休整補充，因此志願軍應採取輪番作戰。2月7日，周恩來開始擬製中央軍委關於輪番作戰計劃問題給志願軍和各軍區的電報，決定編組三番作戰部隊，輪番作戰，輪番休整。同日，毛主席對每番作戰使用的部隊提出了具體意見，並以軍委名義批發了該電。這個電報指出：

(一)從目前朝鮮戰場上正在進行的戰役中，可以看出，敵人不被大部消滅，是不會退出朝鮮的。目前敵人的作戰意圖是，在站住陣地之後，經過休補，尋找機會，向前反攻，一方面可擴大其慢佔地區，另方面不容我在前線作較長期的休整，同時，對朝鮮沿海的襲擾、運輸線的轟炸，也正為配合這一意圖。(二)為粉碎敵人之意圖，堅持長期作戰，以達大量消滅敵人，完全解決朝鮮問題之目的，決定在朝鮮採取輪番作戰的方針。具體計劃為：將現在朝鮮作戰的九個軍升個師作為第一番志願軍。將第十九兵團三個軍，廿兵團兩個軍，二野第一批北調的三個軍，及現在湘西剿匪的四十七軍，共九個軍廿七個師作為第二番志願軍。

當漢江南岸激戰時，東線南朝鮮軍的3個師和美2師一部已進至橫城以北，形成突出態勢。按照預定計劃，2月11日晚，中朝軍隊6個軍(志願軍第39、第40、第42、第66軍及人民軍第3、第5軍團)以迂迴穿插戰術，向該敵發起攻擊。在兩天一夜的反擊戰鬥中，共俘虜南朝鮮軍7500人，美軍500人，成為抗美援朝戰爭中俘虜南朝鮮軍數量最多的一次戰鬥。

橫城反擊戰勝利後，"聯合國軍"一度又出現了恐慌情緒，志願軍於2月13日乘勝向橫城以西的砥平裡發起攻擊。守敵為美2師的一個團和一個法國營共6000人，構築了堅固工事，還有20輛坦克。志願軍匆忙以野戰進攻方式發起攻擊，火炮和彈藥均不足，經兩天兩夜激戰仍然僵持不下。這時敵援兵乘坦克衝入砥平裡，志願軍不僅彈藥大都耗盡，各部隊因缺糧多靠喝粥度日，因再戰不利，便於2月16日從砥平裡、原州一線北撤。

在砥平裡戰鬥中，志願軍只是小受挫折後主動撤退，卻暴露了自己的主要弱點。在砥平裡戰鬥開始當天即2月13日，美國國務院和參謀長聯席會議舉行會談，歸納總結了戰場形勢，認為自己能在朝鮮站住腳，卻也感到難以再向北進。會議總結說："總的來說，現在朝鮮的軍事行動已經得到鞏固，儘管還會有一些拉鋸戰。至於領土控制，我們認為越過三八線並沒有多少軍事好處。任何向漢江以北的有限擴張都會使第8集團軍有背水一戰的感覺。我們甚至可以在不放棄水稻種植地區的基礎上，從現在陣地向後退一點，可能會出現更好的解決。只要敵人力量沒有大的削弱，以現有兵力我們很難有大的進展，而我們在朝地位也基本會保持現有狀態。"

砥平裡之戰結束後，美國軍方摸清了志願軍火力薄弱、攻堅力差和後勤供應困難、缺乏持久作戰能力的底，便向北緩緩推進，遭到反擊也不再像過去那樣一遇迂迴穿插即慌忙後撤，而是敢於固守一點。後來美國陸軍第8集團軍軍事歷史科編寫的該軍簡史中聲稱："第2師在砥平裡的英勇堅守後來證明是擋往共產黨進攻的轉折點"。南朝鮮的《韓國戰爭史》也曾吹噓說："砥平裡戰鬥，是美軍同中共軍作戰中在戰術上取得的第一個成功戰例，鼓舞了全軍的信心和希望，解除了美軍決策當局對戰局發展所抱的顧慮。這次勝利的意義可與英國第8軍在阿拉曼取得的勝利相比擬，也可以說是'第二仁川"'。

"聯合國軍"方面將砥平裡一仗比作"轉折點"和"第二仁川"，自然有誇張吹噓成分。可是美軍戰略戰術確有所改變，美國政府首腦也更確定了在朝鮮打下去的決心。

志願軍自砥平裡撤退的翌日，即2月17日，彭德懷正式決定全線轉入運動防禦，準備爭取兩個月時間，以集結兵力，改善交通運輸，囤積作戰物質，待引敵深入，置漢江於敵背後，待國內的戰略預備隊趕到後再行反擊。