由於敵軍分頭多路向北猛進，彭德懷根據敵人仍未判明志願軍入朝的情況，從當前戰場情況出發，審時度勢地改變了作戰指導思想。1950年10月25日21時，他在給毛主席的電報中提出："敵以坦克數輛和汽車十數輛組成一(個)支隊到處亂竄，我企圖一仗聚殲兩三個師甚困難，亦再難保守秘密，故決定以軍和師分途殲滅敵之一個團和兩個團(今晚已開始)，求得在第一戰役中的數個戰鬥殲滅敵一兩個師，停止敵亂竄，穩定人心是十分必要的。"毛主席於26日14時覆電，完全贊成彭德懷提出"分途殲敵"的方針，該電並指出："先殲滅敵人幾個團，逐步擴大，殲滅更多的敵人，穩定人心，使我軍站穩腳跟，這個方針是正確的。"

但是麥克阿瑟妄想在美國的感恩節前佔領全朝鮮的計劃毫不動搖，對志願軍在溫井殲滅了南朝鮮軍第六師500多人的戰鬥置若罔聞，"對李承晚總統吃驚地喊叫已遇到中國軍隊的呼聲也滿不在乎"。仍按照向鴨綠江邊推進的計劃把第一線主力部隊美軍、南朝鮮軍共十幾萬人分為東西兩路瘋狂冒進，並由他在東京親自指揮。但是東西兩路敵軍卻被朝鮮北部的高山峻嶺所隔斷，中間形成了一個相距80多公里的大缺口。後來擔任美軍第八集團軍司令的李奇微回憶當時東西兩路敵軍的情況寫道："聯合國軍在沿著多條不同的路線朝鴨綠江前進時，他們無法相互支援，甚至無法保持地面聯絡。"

10月26日，各路敵軍繼續北進。彭德懷根據敵人多路冒進的特點，抓住戰機，於10月26日立即上報毛主席並給各軍下達作戰指示稱："敵軍北犯，仍無顧忌，正分途北進中，敵在沒發覺我軍行動前，將仍會向北冒進，因而使我軍以運動戰方式殲滅敵人之機會是完全可能的。你們應當極力爭取造成運動殲敵之良機，以求得開始即打幾個好仗，將敵氣焰打下去。要深刻領會和執行毛主席的指示，這對我士氣振奮，對朝鮮人民、全國人民和世界人民的影響將是很大的。"

26日下午，彭德懷召開志願軍緊急黨委會，討論分途殲敵的作戰部署。他在會上針對當前敵人進攻特點說："我軍必須依據麥克阿瑟的戰役企圖，採取相應的對策，現在後梯隊的第五十軍和第六十六軍均已過江，正向指定路線前進，這樣我們地而兵力已佔絕對優勢，關鍵是各軍能否抓住戰機和敢於大膽穿插圍殲敵人。"會後指示參謀長解方再次電令："各軍應避開主要道路隱蔽開進，誘敵深入，分散敵人，主力隱蔽展開，佔領有利地形，待機殲敵。"同時他電令第四十二軍按原計劃迅速率第一二四、第一二六師前往東線黃草嶺、赴戰嶺一線，堅決阻擊南朝鮮軍首都師、第三師和美軍陸戰第一師的進攻，粉碎該敵迂迴江界的企圖，鉗制東線之敵配合西線作戰。而集中5個軍另1個師位於西線，以優勢兵力在運動中圍殲敵人。

10月27日22時，彭德懷又親自起草命令給第三十八、第三十九、第四十軍首長稱："為合擊圍殲進入溫井、雲山、熙川、球場之敵，決定採取以下部署：〔一)四十軍主力應於白龍洞、龍頭洞、風至洞三面構築防禦工事，堅決阻擊與抓住來犯之敵，以待我軍主力合擊。(二)三十八軍(附四十二軍一二五師)立即迅速攻殲熙川之敵，爾後立即插入無水洞以南地區包圍殲滅敵人。(三)三十九軍除派一個團阻擊雲山北犯之敵外，軍主力應迅速集結於雲山西北地區，準備配合三十八軍向龍浦洞以南地區出擊，包圍殲滅敵人。(四)這一仗如能打好，則可消滅敵6至8個團，開啟戰局，造成以後繼續殲敵的有利形勢。望各軍首長認真研究這一意圖，周密組織，要迅速準確地完成這一任務。"

這時，麥克阿瑟的"聯合國軍"司令部雖然已發現了中國志願軍入朝參戰，但卻認為是"象徵性出兵，最多不過5萬人"，因此仍未放棄向鴨綠江進攻的企圖，一面調整部署，一面繼續北犯，但其兵力仍處於分散狀態。10月31日西線敵軍分路向新義州和朔州方向進攻，先頭部隊已進到距中朝邊境僅30公里的大館洞和南市洞一線。

彭德懷根據敵分頭冒進的實際情況，迅即抓住了戰機，決定以10個至12個師為戰役一梯隊，另將新入朝的第五十軍、第六十六軍共6個師為戰役二梯隊，對敵分割合圍。他連續致電各軍、師要適時抓住戰機周密進行戰役部署，爭取打好出國第一仗。

中國人民志願軍指戰員們跨過鴨綠江，踏上朝鮮的國土後，親眼目睹到處是烈火滾滾，煙霧籠罩的山崗，殘垣斷壁的城鎮，扶老攜幼的人群和血跡斑斑的屍體。更激起了對美、李軍的累累暴行極大憤怒，求戰情緒極其高昂。

11月1日黃昏，大規模圍殲敵人的戰鬥開始了。中國人民志願軍各軍、師遵照彭德懷和志願軍司令部的戰鬥命令，各自向當面之敵發起圍攻。三十九軍與敵激戰至11月2日攻克雲山。四十軍開始攻擊寧邊之敵，三十八軍向球場之敵攻擊;六十六軍阻擊控制美軍三十四師。2日晚毛主席來電指示，應以三十八軍控制安州、軍隅裡、球場區域，確實切斷清川江南北敵之聯絡。

此時，驚恐萬狀的敵人在志願軍的連續突擊下，深恐後方交通被志願軍切斷，難以逃跑，於11月3日在大量飛機、火炮和坦克的掩護下開始全線撤退。

彭德懷鑑於敵人全線撤退，遂於11月3日電令各軍"立即採取一切辦法，迅速抓住敵人，不讓敵人逃脫，只要分割了敵人就能勝利"。又立即電令三十八軍迅速向軍隅裡、新安州方向攻擊前進，切斷敵人由新安州通往肅川后方的聯絡，其他各軍即轉入追殲逃敵的作戰。但三十八軍因攻擊不力，被敵所阻，沒有按時到達指定殲敵位置，致使敵人大部漏網逃走。"11月4日西線敵軍除以一部兵力扼守清川江北岸灘頭陣地，阻止志願軍進攻外，其主力已全部撤至清川江以南。

彭德懷對這次精心部署的殲敵方案沒有完全實現，極為不滿，非常生氣。他怒氣衝衝地在指揮作戰室的木板房裡一直轉來轉去，罵三十八軍行動遲緩，憋著一肚子氣，連飯也不吃。

11月5日，彭德懷根據我軍殲敵機會已失，且部隊所帶糧彈消耗將盡，如再渡過清川江進攻敵人，勢必陷於不利勢態。同時考慮這次戰役未能消滅敵人主力，殲敵數量不多，判斷敵人不會就此罷休，肯定會再次發動進攻。為了給下一戰役調整部署，總結經驗教訓，他即於11月5日命令西線各軍停止進攻，結束戰役。

在西線敵軍向中朝邊境進犯的同時，東線敵軍美國第十軍所屬之陸戰第一師和南朝鮮軍第一軍團所屬之首都師、第三師等主力，也分路企圖經咸興、長津向江界和圖們江邊進犯。10月27日，敵軍進至咸興以北之黃草嶺、赴戰嶺地區時，遭到志願軍四十二軍主力(一二四、一二六師)和朝鮮人民軍炮兵、坦克一部頑強阻擊。朝鮮東部為高山地帶，黃草嶺和赴戰嶺地區山高林密，地勢險要，易守難攻。四十二軍領導根據彭德懷的命令，率兩個師頑強阻擊東線之敵，以保證西線志願軍主力作戰，在敵強我弱、極為不利的情況下，憑險據守，英勇奮戰，同敵人進行了多次頑強戰鬥。自11月1日至4日，敵軍在幾十架飛機和大量坦克配合下，對四十二軍陣地進行連續而猛烈的攻擊。志願軍戰士依託野戰工事，給予來犯之敵大量殺傷，戰鬥異常激烈，最後終於打退了敵人的進攻。彭德懷獲悉四十二軍一二四師在黃草嶺地區防禦作戰的勝利訊息後，特致電通令嘉獎。

11月5日至6日，敵軍調整部署後再次分路向四十二軍陣地發動進攻。四十二軍在朝鮮人民軍一部配合下，與敵人連續激戰13晝夜，殲滅敵人2700餘人，粉碎了敵人進犯江界的企圖，有力地配合了西線志願軍作戰。

由於志願軍主力在西線反擊作戰已告結束，四十二軍已完成了防禦作戰任務，彭德懷即於11月6日命令該軍於11月7日凌晨撤出黃草嶺及其以南陣地，轉移至柳潭裡一帶組織防禦，準備再戰。至此，由彭德懷指揮的中國人民志願軍和由麥克阿瑟指揮企圖向鴨綠江進犯的"聯合國軍"第一次戰役即告結束。

中國人民志願軍和以美軍為首的"聯合國軍"第一次交戰，是在朝鮮民主主義人民共和國極端危急的情況下，倉促入朝對敵發起突然反擊的。在敵我裝備極為懸殊，戰場條件十分困難的情況下，彭德懷根據敵情的不斷變化，適時靈活地改變了原定作戰方案，變被動為主動，趨利避害，揚長避短，採取了志願軍敢於近戰、夜戰、迂迴穿插和分割包圍的戰術，發揚了猛打猛衝的戰鬥作風。在毛主席戰略思想和彭德懷等志願軍首長正確指揮下，經過連續13個晝夜的艱苦奮戰，以無比英勇頑強的戰鬥精神，打得敵人倉皇后撤，贏得了初戰的勝利。

共殲滅敵人1500餘人，把瘋狂進犯的敵人從鴨綠江邊一直打退到清川江以南，粉碎了麥克阿瑟企圖在感恩節前佔領全朝鮮的狂妄計劃，初步穩定了朝鮮戰局。使志願軍站穩了腳跟，增強了對美軍作戰的勝利信心。並取得了同美軍、南朝鮮軍隊作戰的初步經驗，為以後的作戰創造了有利條件。

中國人民志願軍突然出現在朝鮮戰場，給瘋狂之敵當頭一棒，這不僅體現了彭德懷高超的指揮藝術，也體現了志願軍英勇頑強的戰鬥作風。後來接任"聯合國軍"總司令的美軍上將李奇微曾對此評論說："中國部隊很有效地隱蔽了自己的運動。他們採取夜間徒步運動的方式，在晝間則避開公路，利用隧道、礦井、叢林和村落進行隱蔽。每個士兵都能做到自給自足，攜帶由大米、豆類和玉米麵做成的乾糧，他們避免做飯的火光暴露自已的位置。因為中國人沒有留下一點運動的痕跡，所以統帥部懷疑是否有中國大部隊存在是有一定道理的。"李奇微又寫道："兇猛而突然的打擊接踵而至，以致於很多的部隊還未能弄清楚究竟發生了什麼事情就被打垮了。"

後來美國的戰史學家也對此評論說："聯合國軍在同他們接觸以前，一直沒有發現他們。我們的飛機在上空搜尋時，偽裝得十分巧妙的中國軍隊都隱蔽起來了。"由此可見，毛主席和彭德懷在部隊渡江之前就規定務必嚴格保密的指示A起了明顯的效果。志願軍首批渡江的4個軍及3個炮兵師加上車輛馬匹共約26萬多人，敵人在空中和地面使用各種現代化的高度精確的電子偵察手段，竟然沒有發現這26萬人馬的蹤跡，這在當代世界戰爭史上也可稱為是一件奇蹟。