第50军在阻击中发现，此次美军进攻表现出一些新特点。
每日开始攻击时，先以侦察机在阵地上空低飞盘旋，为空、炮火力指示目标，继以排炮射击，飞机轰炸扫射，投燃烧弹并施放烟幕，掩护步兵运动至阵地前山沟死角内，再以坦克掩护少量步兵前进，作试探性攻击；遭打击后，再重新进行炮击、轰炸、扫射，如此反复，以暴露防御阵地上的火器位置，用火力加以摧毁，最后发起猛攻。
攻击均在白天实施，每日10时左右发起，12时至15时最为猛烈；若不能得逞，黄昏时缩回攻击出发位置构筑工事，防备夜间反击。
面对这样的敌人，第50军防御中面临两大威胁：
一是敌炮兵、航空兵的猛烈火力毁伤；二是敌坦克在阵前肆无忌惮的活动。
由于天寒地冻且缺乏作业工具，防御工事构筑十分困难，只能在雪堆上浇水，冻成冰块后堆砌成工事，抗毁性很差。花费一夜工夫堆成的工事，敌人1个小时炮击就能将其全部摧毁。当敌发起攻击时，防御部队只能在失去工事依托的条件下与之对抗，往往遭受很大伤亡。
此外，由于缺乏反坦克手段，敌人坦克敢于径直开到志愿军阵地前活动，往往面向志愿军防御阵地一线排开，形成一个弧形半包围圈，以坦克炮实施抵近射击，或从防御间隙渗透，实施侧后攻击。
伴随坦克在阵前活动的还有m-15半履带式四联装自行高射机枪，对防御部队的危害程度不亚于坦克。
据有关战史记载，美军对修理山303高地的一次攻击，坦克群抵近射击的火力构成是：以30门76~90毫米坦克炮瞄准山顶附近的机枪枪眼射击，以60挺车载机枪和6组四联装自行高射机枪（共24挺)对正斜面的堑壕射击。射击方法是：给每个坦克排（各5辆坦克，共5门坦克炮、10挺车载机枪)规定一个射击扇面，各扇面之间的间隙由四联装自行高射机枪火力予以补充。一天之内，仅5组四联装自行高射机枪就发射了5.2万发12.7毫米子弹。
在这样的火力威胁下，第50军部队阻击作战付出了很大代价。
1月31日电称：“敌自25日开始以大量飞机、坦克、大炮向我50军及38军112师攻击，占我野战工事约七公里。我仅有步兵武器及少数山炮，且在弹药不足的情况下坚持抵抗。因敌火力猛烈，我伤亡相当大。”
2月2日电称：“美第一、第九军及英、土、希部队和伪一、六师沿南汉江西岸至水原线向北猛犯，我50军及38军112师、42军125师共计伤亡约8000人，敌人伤亡亦有4000人以上。
2月4日电称：“50军及38军112师伤亡过半（42军125师亦不少)，难以支持现有阵地，力争支持至6日晚。”
第50军部队在汉江以南一线的阻击作战，为仓促转入防御的志愿军各部提供了重要借鉴。根据第50军的阻击经验，志司于1月31日下达战术指示，指出：
进行阵地防御，必须做好工事，采取疏散的纵深的兵力配备（每一阵地只以少数兵力加强轻武器进行防守），才能减少伤亡，保持防御的稳定性；必须以短促、突然、猛烈的火力，配合阵前反冲击，才能有效地阻止敌人的进攻；
必须做好对敌实施反击的充分准备，较大的反击必须于夜间进行，才能收到大的效果。指示还特别强调：防御时不能死守一地，在争取到一定时间或无力防守时，应主动地转移阵地，并尽力坚持夜间转移，以减少伤亡。
1月31日，志司通电表扬第50军：“你们在连续多日的激战中顽强坚守阵地，反复进行争夺，充分展现了崇高的国际主义和爱国主义精神。你们的英勇表现极大鼓舞了全军，尤其是148师，堪称全军学习的榜样。现予以通令表扬。同时，我们已命令三分部迅速将弹药前送，望你们继续坚守阵地，灵活组织反突击。只要阻止敌人推进，争取到战役准备时间，第四次战役的胜利便可确保。”
以彭德怀、邓华、金雄、朴一禹名义，向志愿军各军、人民军各军团，通令表扬了第443团7连、第444团8连、第447团。通令说:“以上三个部队英勇顽强的战斗作风是值得全军学习的，特通令表扬。”
到2月初，第50军前线部队已难以继续坚守原有阵地。
2月4日，阻击战仍在激烈进行时，金日成前往志愿军总部了解战况。志司告诉他，第50军伤亡惨重，目前还能作战的部队只剩下大约7个营。当时，志愿军一个军通常编有27个建制步兵营，这表明该军已损失超过三分之二的战斗力。
2月4日13点30分，志司同时发出了两封电报。
一封电报发给第38军及韩先楚、邓华，命令第38军在侧翼支援并配合第50军作战。电报中强调：如果敌军对第50军展开猛烈攻击时，你们可根据实际情况派出小股部队侧击敌人，以缓解敌军对第50军的压力。夜间派遣小部队积极渗透，进行袭扰，埋设地雷，破坏敌军的白天进攻计划。
另发一份电报给人民军第1军团以及第50军和韩先楚，指示：
第1军团接替第50军部分阵地。电报中称：为保持汉城南岸的阵地，牵制敌人主力行动，以便我军主力在预定地区发起进攻。
第50军已连续作战十昼夜，战力大幅削弱，正面过宽，无法继续承担纵深布防任务。为缩短第50军防线并增强纵深防御力量，决定将军浦场、果川、南泰岭公路（含)及其以西的区域交由第1军团接防。请接电后迅速派遣干部与第50军接洽，了解具体情况并进行地形侦察，最好今晚完成，最迟于明晚（五日）前全部接防。
根据此电令，人民军第1军团接管了第50军所防守的西段14公里正面防线的防御任务。
2月4日、5日，汉江以南的战斗愈发激烈。美军第25师、第3师及土耳其旅集中力量猛烈进攻第50军和朝鲜人民军第1军团的防线，每天出动坦克100至200辆，飞机数十架至上百架，疯狂轰炸中朝军队阵地，使之化为一片火海，以掩护地面部队轮番冲击。
尽管工事几乎被完全摧毁，志愿军和人民军仍顽强抵抗，反复争夺阵地，弹药耗尽后与敌人展开惨烈的肉搏战，战况极为残酷。
5日晚，第50军部队陆续向后进行了有限的转移。
经过激战至2月7日，50军成功将联合国军阻截在汉江以南的内飞山、文衡山、武甲山和杨子山一带。联合国军在14昼夜的战斗中，仅推进了18公里，却遭受了极为惨重的伤亡。
此时，汉江江面已逐渐解冻，江南岸的防御区域在二线阵地被突破后进一步缩小。为了避免陷入背水一战的局面，韩先楚建议将第50军和人民军第1军团撤至汉江北岸，并通知各相关部队：“立即做好转移准备，至于主力是转移还是继续坚守，将由我最后决定，届时另行通知。”根据这一部署，第50军主力开始向北岸转移。
韩指对转移过程中需要注意的事项作出具体指示：
首先是“秘密而迅速地、安静地撤出战场，保持组织性，避免混乱和暴露意图”；
其次是“掩护部队必须掩护有力，沉着应对敌人进攻，并配备反坦克力量”；
再次是“应优先撤离伤员和轻便物资，干部要严格掌握部队动向，随时应对突发情况”；
最后是“渡江时避免拥挤，以防冰面破裂，并确保行进路线正确”。
第50军主力北撤后，留下一部分部队在江南岸进行顽强阻击，以拖延敌军的进攻。最初，驻守江南岸的兵力包括3个团和另外2个营，分别由第149师和第150师的副师长各率领1个团。同时，人民军第1军团的主力也撤至汉江北岸，继续进行防御作战。
第150师的第450团和第448团一营作为最后撤离的部队，坚守广州、二圣山等阵地，奋勇抵抗敌军整整十昼夜，最终于2月17日撤回江北归队。
第50军在汉江以南的阻击战，成为其入朝作战史上最为重要的一章。
韩先楚在电报中向曾泽生表示：“你部经历了三次战役，尤其是此次为期半月有余的防御战，表现得非常出色。”为了完成这次防御任务，第50军付出了巨大代价，战斗中减员极为惨重。
2月8日，美军逐渐向汉江推进，并于10日占领了仁川。50军撤退至汉江北岸后，面对“联合国军”愈发猛烈的攻势，毫不退缩，继续坚守阻击了一个多月。
3月15日，第50军奉命从汉江北岸撤退，先行抵达肃川，随后返回国内进行全面休整。在为期50天的汉江南北阻击战中，50军战士的鲜血染红了汉江两岸，共歼灭敌军1.1万余人。50军坚守阵地，与阵地共存亡，其中有7个整连、31个排、138个班全员战斗至最后一人。
50军入朝时共有名官兵，经历了一、二、三次战役，特别是残酷的第四次战役汉江血战后，伤亡减员超过1万人，全军最终仅剩人。
浑身沾满硝烟的曾泽生前来志司复命，被赞扬道：“五十军打得好，你指挥得好！我要给你补充兵力，苏式武器到了，优先给你们五十军换装！”
听到这话，曾泽生感动得几乎热泪盈眶。在国民党军队中混了二十多年，作为滇系部队的军官，他和手下士兵备受蒋介石嫡系的歧视与冷遇。别说是补兵换装的好事了，蒋介石几次三番想对他这支云南部队下狠手！仅仅两年前，他还率部在东北与解放军殊死拼杀……
曾泽生含泪说道：“我们50军总算能在兄弟部队面前挺直腰杆了！”
“你怎么能这么说？就因为五十军是由国民党改编而来吗？我和你一样，出身于旧军队的杂牌湘军。我从来没把你们当外人看待！”
询问伤亡情况时，曾泽生满怀沉重地递上了一张纸，说道：“这是各师今天报上来的还能继续作战的兵力数字。”
“伤亡如此严重，为什么不早报告？有困难就应该早点提出来啊！”
曾泽生心里其实颇为纠结，因觉得自己是起义部队出身，难免有些自感低人一等，便默默承担了所有困难，从未诉苦。
“你告诉部队，我向50军的同志们鞠躬致敬！”
话音刚落，便深深地向曾泽生鞠了一躬……
1955年，在怀仁堂，曾泽生与那些身经百战的老红军、老八路并肩而立，接受授衔，成为中国人民解放军两百名中将之一。
1951年，作家魏巍将自己在前线的见闻与采访整理成战地通讯《汉江南岸的日日夜夜》，生动地描绘了西线战场的艰辛与激烈。
“这里的每一寸土地，都经历了无数次激烈争夺。战士们嘴唇干裂，耳朵震得发聋，眼睛熬得通红。他们用干裂的嘴唇吞咽一口干炒面，再含一口雪……”