从志愿军总部确定以运动防御，争取两个月时间的作战方针后，志愿军和人民军的最后阻击线，即下一次战役的进攻发起线划在什么地方，便成为战役指挥员和战略指导者反复权衡的一个问题。
最初，志司设想下一次战役应在三八线以南的有利地形上展开，因此，运动防御的最终阻击线应设定在三八线以南的一个适当位置。2月17日，中朝联司向各军发电报并上报中央军委，在电报中明确表示：
志愿军和人民军所争取的最终控制线，位于汉城至洪川一带及其北侧，西起斗浦里、金谷里，东至白积山。这条线自东南向西北倾斜，且西端位置更加偏北。
志愿军和人民军的下一步行动可以以此线为依托，诱使敌主力深入汉城至东豆川公路两侧区域，暴露其侧翼与后方。我军主力则可从东北向西南发动进攻，力争将敌军切断于汉江以北，或在其半渡汉江之际，分割包围并各个歼灭。
2月19日，志司在致中央军委的电报中再次明确表示：“下一战役应在三八线以南展开，这对我们有利。”他给出的理由是，该地区地形较为有利，包含春川以北、以东的大山，以及汉江、涟川江、临津江等河流交织其中。
待第二番部队的九个军全部抵达战役预定位置后，第一番部队即可实施诱敌深入的战略，令敌军推进至东豆川、春川线以南，然后发动全面歼灭行动。
然而，在防御作战中，首先是因为未能在短时间内有效遏制“联合国军”的进攻势头，其次是志愿军第二批部队的开进和集结需要较长时间，最终导致阻击线不得不多次向北调整：从最初的三八线以南，汉城至洪川线以北地区，逐渐退至三八线以北。
3月9日，中朝联合司令部在部署第二梯队参战时决定：下一阶段作战将继续采用运动防御的策略，通过逐步阻击的方式，逐次向三八线以北地区转移。
随后，联司根据作战进展、新入朝部队的推进速度以及战场地形，将下一战役的进攻起始线，即运动防御的最后阻击线，调整为从西海岸的长渊里，经新院里、青石头里、白川里、漏川里、朔宁、大光里、芝浦里、华川、杨口、麟蹄，直至东海岸的襄阳一线。
这条线大致位于三八线以北约5至10公里处，较彭德怀2月17日电报中最初设定的“最后控制线”相比，向北退后了30至50公里。
4月5日前后，“联合国军”在中线和西线相继越过三八线。
志司分析指出，在“联合国军”进入三八线之后，接下来可能会有两种行动选择：首先继续北上；其次是暂时停留，经过大约半个月的休整和补给后，再继续进攻。
志司向各部下达指示：“为了确保我后续兵团集结完毕，能够有计划地展开进攻战役，必须从三八线起争取二十至三十天的准备时间。”
在麦克阿瑟被解职前，他曾与李奇微共同研究了联合国军进抵三八线后的作战计划。麦克阿瑟对形势非常乐观，坚信“在当前条件下，联合国军毫无疑问能够占领整个北朝鲜”。考虑到华盛顿可能会下达限制越过三八线的命令，他抢先指示李奇微：“只要后勤补给能够支持作战，第8集团军就应立即向三八线以北发起进攻。”
3月24日，麦克阿瑟再次飞往朝鲜，与李奇微就新制定的北进攻计划进行了详细讨论。该计划的目标线设定在三八线以北10至20英里（16至32公里）处，大致沿礼成江逆流而上，在金川附近转向东南方向，延伸至华川水库后再向东延伸至海岸线。
这条线位于中朝联司所划定的最后阻击线以北。
接下来的几天里，李奇微根据战场形势的变化，对北进计划进行了调整，原本集中兵力在西线的临津江至礼成江一带围歼朝鲜人民军的方案，改为转向中线“铁三角”地区的争夺。所谓“铁三角”，是指以平康为顶点，铁原和金化为底部的三角形区域，正处于整个战场的中央位置。
该地区有多条干线公路贯穿，并有铁路网纵横交错，东北通向元山，西南通往汉城，西北连接平壤。李奇微认为，这一地区战略地位极为重要，不仅是中朝军队的交通运输枢纽和后勤补给基地，还是东、西两线战场的关键通道。
“联合国军”若要向三八线以北展开进攻，必须高度重视对“铁三角”的争夺与控制，以确保现有阵地不仅能成为持续进攻“铁三角”的前进基地，还能够作为应对敌军反扑的坚固防御支撑。
李奇微修订后的进攻目标线被称为“堪萨斯线”。这条线的起点位于临津江口南岸，沿江而上，向东经过华川水库，然后稍向北越过三八线，再折向东南，直至东海岸的襄阳附近。从地图上看，除了临津江一段外，整条线大致与三八线平行，大部分区域位于三八线以北约20公里处。
为了占领“堪萨斯线”，李奇微决定发起一项代号为“艰难行动”的新攻势。根据计划，美军第1军和第9军将负责占领从临津江到华川水库的“堪萨斯线”西半段，而美军第10军则负责占领从华川水库到昭阳江边的24号公路部分。同时，韩军第3军团和第1军团将负责攻占24号公路到襄阳之间的区域。
4月3日，麦克阿瑟最后一次飞抵朝鲜，与李奇微共同商讨并确定了“艰难行动”的部署。李奇微向麦克阿瑟汇报称，第8集团军所能占领的最前沿阵地就是“堪萨斯线”，而这同时也是中朝力量最为强大的战线。对此，麦克阿瑟表示赞同，并指示他：要对这条战线发动猛烈进攻，但在向北推进、突破该线时，必须格外谨慎，注意把握好行动的尺度。
在发起“艰难行动”之前，李奇微还曾计划实施另一项名为“无畏行动”的军事方案。该计划旨在指挥美军第1和第9军向“铁三角”地区发起进攻，分别占领“堪萨斯线”以北的两条新目标线——“犹他线”和“怀俄明线”。
此举将使中部战线向三八线以北推进约20英里（约32公里），在临津江与华川水库之间形成一个向北延伸的突出部，从而对铁原至金化一线形成居高临下的优势，为进一步进攻“铁三角”创造有利条件。
志愿军总部早已对美军的这一图谋有所预见，并在4月5日向各部队通报：“判断敌军将继续越线，重点进攻铁原、平康、金化、金城和兔山地区，且可能在元山、通川一带实施登陆。” 4月初，以美军为主的“联合国军”在东西两线同时展开代号为“艰难行动”的攻势，目标是占领“堪萨斯线”。
此时，按照中朝联合司令部的部署，担负防御任务的志愿军和人民军各部队已在指定的防御区域完成了部署。人民军第1军团和第19师负责在礼成江以西地区布防；刚刚抵达前线的志愿军第19兵团则负责礼成江至朔宁之间的防御任务。
志愿军3个军（第26、第40、第39军）作为战役的第二梯队，承担了运动防御作战任务，在三八线以南阻击敌军20天后，逐步撤至三八线以北重新布防，形成从朔宁延伸至上万洞并沿北汉江西岸展开的防线；与此同时，人民军金雄集团则在北汉江东岸至东海岸的襄阳地区布防。
4月5日前后，美军第1、第9军所属部队在西线和中线越过三八线，向铁原方向发起进攻，遭遇中国第26军的顽强抵抗。
宋时轮第9兵团下的第26军，是三个军中最早结束休整并重新投入前线作战的部队。该军于3月15日接替第50军，在西起龙渊里、东至后坪的40公里宽正面展开防御。最初，他们在三八线以南阻击敌军长达16天，随后转移至三八线以北的种子山、釜谷里和君子山一带，继续组织防御，成功阻止敌军从涟川向铁原方向的进攻。
该军于4月1日发布了作战部署命令：
第76师作为第一梯队，部署在汉滩川南北地区，力争在15天内完成任务；第77师和第78师作为第二梯队，部署在汉滩川以北至铁原之间，争取再用20至25天的时间推进。
该军队分析研判认为，本阶段的作战存在许多有利条件：
左右两翼都有友军协同作战，无需担心敌军从侧后迂回；部队已积累了在三八线以南16天的阻击作战经验，对敌情较为熟悉。防区地形险要，且有汉滩川作为天然屏障，后方补给线短，依托主力部队；增援兵员也即将到达。因此，第26军对完成任务充满信心。
根据李奇微的记述，美军在向新的目标线推进过程中，遇到了敌军不同程度的顽强抵抗。当地形对志愿军有利时，他们便挖掘战壕据守；而当地形有利于美军快速前进时，志愿军则迅速撤退。
时任第26军副军长张铚秀在《阵中实录》中曾写道：
在这一阶段，美军的攻势已显疲态，士气低迷，对阵地的攻击显得不够积极；“我们的一些阵地因不打算坚守，在给予敌人一定打击后便进行了转移”。
在美军进攻的正面，有一道宽阔的水障形成了屏障。
美军的新作战计划“狂暴作战”旨在推动联合国军继续向北推进，目标是到达“堪萨斯线”。该防线起自临津江口南岸，经过板门店后斜穿三八线，延伸至涟川以北，最终抵达华川水库。堪萨斯线大致与三八线平行，进一步向北推进，如果能攻下铁原和金化，便可深入北朝鲜境内。而华川水库不仅是堪萨斯线的终点，也是这次美军作战计划的最终目标。
狂暴作战打响后，联合国军各部队纷纷向预定目标进发，其中美军陆战一师的任务是夺取堪萨斯线的终点——华川水库。华川水库绵延十余公里，形成一道巨大的水上屏障。李奇微将此水库视为北汉江下游美军阵地的重大隐患，担忧中国军队可能会炸毁水库大坝，导致江水泛滥，从而阻碍美军行动。
然而，根据其部下工程师的分析，炸毁如此规模的大坝不仅需要庞大的工程量，还需大量炸药，而中国军队当前并不具备这些条件。更有可能的情况是，他们会选择开启大坝的闸门放水。
据估计，当华川水库蓄满后，若所有闸门同时开启，北汉江在“堪萨斯线”附近的水位将会上涨约10至12英尺（3至4米），届时春川盆地的大部分地区将遭遇洪水淹没。
在华川水库一带布防的是第39军第115师344团。
作为“第一个进入平壤，夺回朝鲜首都；第一个打进汉城，夺取南韩首都”的第39军，在整个战略北撤时，作为第二梯队被留下，在东线断后，帮助大部队有序撤离。当第39军115师部队完成洪川到春川的防御作战任务后，敌我双方又在华川山谷遭遇。
华川，地势险峻，交通不便，这是一个战略上的险地，吴信泉当然不会恋战。他的对手，是重新占领了汉城的李奇微和他的陆战一师。李奇微在实施“撕裂行动计划”向前推进的过程中，也并不是一味冒进，而是有所忌惮的。因此，他并不急于与志愿军短兵相接，而是想通过炮火和直升机机降作战，轰炸补给线，切断第39军的退路，将39军困死在华川。
敌人“狂暴作战”刚一开始，他们就已准备好用大水来阻碍敌军的进攻。恰巧连日大雨，水库中的水位已经接近大坝的顶部。
吴信泉与军部参谋们一道视察周边环境，发现华川地区因修建水坝而形成了一个巨大的湖泊。他忙叫作战参谋铺开地图，又对照附近地势看了又看，经过深思，他召来了侦察科长蔡愚：“你立即带上联络员前往华川水库进行侦察，弄清楚大坝的闸门和蓄水量的情况。”一个大胆的想法在吴信泉的心中成形。
“兵无常势，水无常形。”吴信泉在军事会议上掷地有声的话语，让在场的将领们一时摸不着头脑。但很快，当“水淹美军”的作战计划浮出水面时，众人无不拍案叫绝。吴信泉的命令简洁而有力：关闭水库闸门，蓄水待敌。同时，115师需在288.4高地严阵以待，成为阻止美军北进的铜墙铁壁。
4月8日上午9时，115师作战科副科长沈穆跑来向吴信泉报告，经过10来天的蓄水，水库已蓄满，湖水都快漫到大坝顶部了。吴信泉高兴的一拍大腿：“天助我也！”
沈穆问：“是不是让工兵埋雷炸坝？”
吴信泉斩钉截铁地说：“不炸坝，只开闸放水。留着大坝，战后还可以给朝鲜人民发电、灌溉。”
华川水库大坝共有10个闸门，但由于发电机被破坏，闸门无法正常升起。尽管尝试了各种方法，最终只成功开启了4个闸门，另外6个则仅稍微抬起了一点。即便如此，下泄的水量仍然在短短半小时内使整个北汉江水位上涨了2米，冲毁了下游的一座浮桥。
汹涌的洪水席卷而出，将美军的帐篷、辎重以及刚架设的浮桥全部摧毁，公路也被冲断，成功阻止了敌军在下游的进攻，堪称朝鲜战场上的“水淹七军”。
美军立即派出一支特遣部队去夺取大坝，关闭闸门。袭击部队主要由陆战一师七团组成，经过李奇微的审核批准后，特意为这支部队增配了一个特种兵连。但由于山峦重重，伴随雨雪和大雾，无法为支援的飞机指引目标，远程炮火也无法发挥作用。特遣队兜转一圈后返回起点，夺坝行动最终失败。
4月16日，美军第1陆战师派出了一支突击队，这次他们吸取了教训，放弃了白天乘车的方式，改为夜间徒步慢慢接近水库，然后发动突然袭击。这种战术原本是志愿军常用的，如今被美军借鉴了。当时，水库周围水势汹涌，为了避免弄出声响，美军突袭部队选择乘坐橡皮艇靠近水库。然而，他们的行动还是被我344团发现，双方随即展开了激烈的交火。
美军的突袭部队一时无法找到合适的登陆点。
尽管如此，美军凭借数量上的巨大优势，试图绕开正面攻击，从侧翼寻找突破口。他们的第3团开始向陆路通往水库的288.4高地发起进攻。288.4高地面积不足500平米，由志愿军344团1连驻守。美军原本认为凭借他们的人数和火力优势，拿下这座高地并不困难，但很快他们便发现自己的判断错了。
美军的两次地面进攻均被1连顽强击退，随后按惯例展开了火力覆盖，炸弹、燃烧弹和凝固汽油弹如雨点般倾泻在288.4高地上，瞬间将这片小小的区域变成了一片火海。美军认为阵地上已无防守力量，再次发起攻势，然而再度遭到志愿军的猛烈反击。
在这座288.4高地上，双方进行了长达四天四夜的激烈战斗。美军发动了十余次疯狂的进攻，最初派出一个排，后来增至一个营。然而，尽管美军两营几乎失去了作战能力，并付出了428人的伤亡代价，但他们依然一无所获，阵地依旧牢牢掌握在344团1连的手中。
水库的水被排干后，美军认为继续争夺已无意义，于是撤出了战斗。
直至4月16日，大坝才重新被美军攻占。
足智多谋的吴信泉，利用三国襄樊战场上关羽水淹七军的古老战术，将最现代化的美陆战一师阻滞了整整7天。这7天，为我军的撤离争取了宝贵的时间。战斗结束后，344团1连荣获39军军部授予的“288.4高地守备英雄连”光荣称号，连长赵志立立下了二等功。
华川水库防守战使李奇微的全面进攻计划彻底破灭，这一战役也深深印刻在了美军的记忆中。
在后来的板门店谈判中，美军特意提到了这场战斗，志愿军代表则告知他们，当时防守288.4高地的部队仅有一个连队。
美军不相信这一情况，因为他们自己派出了一个团，动用了最精锐的部队和最强大的火力。在他们看来，守军至少应该是一个加强营，才能解释为何迟迟无法攻克，这样他们才有借口为自己的失败辩解。因此，美方特别提出要见守军指挥官，想确认到底是一个营还是一个连。对此，志愿军自然毫不犹豫地同意了。当赵立志来到板门店时，美国人依旧持怀疑态度，认为他是被拉来作伪证的。
面对质疑，赵立志开口说道：“我是中国人民志愿军的一名步兵连长。我率领连队与美军交战的那天，正好是我22岁生日。我们驻守的288.4高地，地形险峻狭窄，正面不到500平方米。稍有军事常识的人都清楚，这样的地方只能容纳一个连的兵力，根本不可能部署一个营，更不用说什么加强营。在火力覆盖下，任何人都不会在这种阵地上放置一个营。”
之后，赵立志详细讲述了当时我军的兵力部署、高地周边的地形以及战斗经过，与美国方面掌握的情况完全一致。这让他们再也无从怀疑，终于相信守军确实只有一个连。
赵立志年纪轻轻便展现出如此坚定的战斗意志，令美国人深感钦佩。随后，他们还特意撰文，将文章刊登在各大报纸上，称他为“东方直布罗陀战役的胜利者”。
李奇微对华川大坝的这场战斗记忆犹新：
“4月9日，我的左翼和右翼部队到达了进攻出发地。突然，敌人打开了华川水库基部的多个水闸，在短短一小时内，江面水位急剧上涨几英尺，导致我们架设的浮桥被冲毁，我们不得不将另一座浮桥拖回岸边以防被冲毁。
进攻因此暂停。我们立刻派出一支特遣部队前去夺取大坝并关闭闸门。然而，由于能见度极差、地形复杂、敌人顽强抵抗以及登陆工具不足，这次尝试并未成功。直到4月16日，范弗里特接任第八集团军司令官后，华川大坝才最终落入我们手中。”
4月12日23时，中朝联司发布了关于“最后阻击线”的命令，确定以金川、渭川里、朔宁、场巨里、文惠里、山阳里为最后阻击线，同时明确这条线也将作为下一次战役的进攻出发点。通过地图对比可以看出，这条“最后阻击线”与3月14日划定的三八线以北“主阵地线”的走向大致相同，只是在局部位置做了一些调整。
此时，由美军主导的“联合国军”攻势已持续逾70天，部队普遍表现出疲态，除铁原和金化地区外，其他各地的攻击势头明显减弱。
对此动向，中朝联合司令部于4月15日12时向各部发出电令：
目前敌军尚未得到补充，且已极度疲惫，争取在四月下旬发起反击战役对我方有利。为引诱敌军再进一步，以便我军发动攻击，决定自十七日夜起，我三十九军、四十军和二十六军的主力部队全部撤至十二日23时指定的最后阻击线（高台山、大德山、大成山和鹫峰一线），并摧毁撤出的阵地工事。前线仅留少量部队监视敌情，进行侦察，如敌军推进，我方则后撤，无需进行阻击。
至此，志愿军和人民军通过运动防御成功争取了两个月的作战时间，达成了预期目标。随着各部队于17日晚奉命主动后撤，作战行动从之前的逐步阻击转变为逐步诱敌。到4月21日，“联合国军”在开城、高浪浦里、三串里、文惠里、华川、杨口、元通里、杆城一线被志愿军和人民军成功遏制，未能实现占领铁原、金化地区的计划。同时，志愿军的第二梯队也按计划完成了战役部署。
第四次战役落下帷幕。
第四次战役是在极为艰难的条件下被迫展开，整个行动显得相当勉强。
在美军主导的“联合国军”突然发起全线反击后，志愿军被迫应战，整个战役期间大部分时间里处于相对被动的局面。为了扭转这种不利局势，争取主动权，遏制敌军进攻，并为下一步的攻势创造条件，志司（中朝联司）精心筹划并组织了一场战役级别的横城反击战。然而，这次反击未能实现预定目标，随着砥平里攻坚战的失利，志愿军不得不在全线转入运动防御。
志愿军入朝后的历次战役中，只有这次战役具有防御性质，并且持续时间最长、规模最大，行动方式也最为多样，既包括坚守防御和运动防御，还在防御中转入进攻，进行战役反击。志愿军在人民军的配合下，以劣势装备抵抗以美军为首的“联合国军”凭借优势火力发动的立体进攻，顽强坚持了87天。这种形式的战役作战，在中国人民解放军的战史中前所未有。
这场战役的持续时间创下了朝鲜战场的纪录。志愿军在此次战役中积累的防御作战经验，为之后的战斗提供了重要的参考。
韩先楚在总结第四次战役的运动防御作战经验时强调，朝鲜战场上面对的是全面现代化、拥有高度技术装备且掌握制空权的美军。志愿军在每次大战役结束后，必须争取一定的时间来准备下一场战斗，通常需要通过防御手段来创造战机。因此，试图避免或不愿进行防御作战的想法是错误的。
但由于敌我双方在装备和技术上存在巨大差距，面对敌人的进攻，必须采取运动防御策略，主力部队应避免与敌军主力直接对峙。在敌军强大的炮火、空袭以及坦克攻势下，无法依靠固定防线进行死守。
朝鲜地形狭窄，回旋余地有限，志愿军兵力庞大，加之出国作战，交通运输和补给线路显得尤为复杂庞大。每次战役之后，部队也需要一定的时间进行休整，这不可避免地限制了运动防御的灵活性。
在防御作战中，若无固定防线，部队将持续转移，无法为反击和进攻做好准备。因此，在防御指导上，应明确指出，除非有特殊需要，不应让主力部队直接与敌军对峙消耗，也不应固守固定防线。同时，要防止形成不愿在特定条件或情况下，必须在某一位置坚决阻击敌人的思维模式。
为解决这一矛盾，我们应根据敌我双方的态势以及下次战役所需的准备时间，在主要固定防线之前，部署一支有力的部队，建立深度或短距的缓冲区，实施机动防御，阻击敌军的进攻，争取宝贵时间，从而避免主力陷入对峙消耗。
例如，在这次战役中，志司在防御部署上预先设置了三道防线，整个防御纵深约为50公里。主力部队位于最后一道防线，缓冲区则留有一支精锐部队，负责控制与扼守关键要点和交通要道。在敌人进攻时，采取坚决的阻击、反击、袭击和伏击战术，以消耗敌军并延缓其前进，争取所需的时间。
为了全局胜利或掩护主力部队撤离，一些承担防御任务的部队有时根据战役需要，必须在特定位置上与敌军进行坚决对抗。例如，第50军和第38军在汉江南岸顽强阻击敌军，持续了半个月之久，这是必要的。
韩先楚在2月底回国治病期间经过深思熟虑，提出了上述意见，并通过电报呈报彭德怀。周恩来看到后觉得非常好，还特意推荐给毛泽东审阅。
在第四次战役的后期，经过大约两个月的攻防对峙，双方逐渐将重心转移到为下一次战役的较量做准备。此时，双方既无心也无力在当前战役中展开大规模的进攻，战役强度因此逐步减弱，使得这场战役成为了向下一次战役过渡的一个阶段。
这也是第四次战役的一个显着特点。
针对这一情况，洪学智进行了如下分析：
在整个机动防御阶段，我们选择了暂时避免大规模交战，因为我们尚未得到必要的休整，需等后续部队的到来。敌人展开兵力后也没有进一步的增援，只能使用磁性战术来缠扰我军。我军与敌人对峙，敌人施展其磁性战术，而我则采用机动防御的策略，旨在拖延敌人的攻势。当敌人推进时，我随之后退；当敌人停滞时，我也保持原地不动。我们都在尽量避免伤亡和消耗。
纵观整个抗美援朝战争，第四次战役占据了一个相对特殊的位置。
战争中的攻防转换，不仅对当前的战局产生了深远影响，也为未来战争的走势奠定了基调。事实上，这已经表明，无论是美军还是志愿军，在现有条件下都无法彻底击败对方；美军无法将志愿军驱逐至鸭绿江边，志愿军同样也无力将美军赶出朝鲜半岛。
然而，当时的战争指导者尚未完全意识到这一客观事实。尽管此时美国已经开始尝试调整其战争政策的基本思路，中国领导人也从全局角度提出了\"不能速胜则应准备缓胜\"的指导方针，但总体而言，双方对于这场战争的特点与规律仍未达到充分的理解。这也意味着，朝鲜战场上的战争机器仍将沿着既定轨道凭借惯性继续运转一段时间，一场更为激烈的厮杀即将到来。
在第四次战役中，双方的损失都超过了前三次战役的水平。
根据军委作战部1951年7月的统计，此次战役中，中朝军队共歼灭敌军人。其中，毙伤人（美英等国军队为人），俘虏8112人（美英等国军队为571人）。毙伤人数远多于俘虏人数，这在防御战中是常见现象。
对于志愿军来说，此次战役缴获的武器装备数量为历次战役中最少，而自身损失的武器装备数量却是历次战役中最多的一次。志愿军在这次战役中的伤亡人数，根据《抗美援朝战争史》的记载为4.2万余人，再加上朝鲜人民军的伤亡人数1.05万余人，总计伤亡人数达5.3万余人。
根据军委作战部1951年7月的统计，此次战役中志愿军的伤亡情况如下：阵亡人数为人，负伤人，失踪人数为4394人，总计伤亡人数达人。此次战役中，志愿军在战场上的失踪人数显着增加，甚至超过了前三次战役失踪人数的总和（前三次战役中的失踪人数分别为625人、2829人和328人，总计为3782人）。
这一现象也反映了防御作战中转移撤退行动的一个新情况。