东集团第21军指挥的第33师,于7月14日23时,以1个连又2个班,在82毫米迫击炮以上火炮83门支援下,向防守1089.6以南无名高地美第45师1个连发起攻击,经20分钟战斗,全部占领阵地,全歼守敌。
至15日12时,又击退美军2个班至2个连兵力的3次反扑,巩固了阵地,配合了金城以南地区的作战。
中央集团命令第54军第135师的一个团执行进攻任务，目标是向后洞里和注坡里方向穿插，消灭南朝鲜第8师师部并占领相应阵地。
14日夜间，部队在鸡岩附近冒雨出发。
然而，由于夜间天黑加上降雨，地形不熟，地图被雨水浸湿而无法使用，先头部队在进至巨里室北山时误以为已到达后洞里，便就地布防，准备迎击敌军的反扑。随后上级发现位置错误，15日凌晨2时继续指示部队向后洞里方向搜索推进。
当部队到达后洞里时，与韩伪6师一个团的前哨部队接触，并将其击溃。同时，确认后洞里南北两山均有南朝鲜军防守，于是部队返回巨里室北山，占领阵地，构筑防御工事，准备应对敌军的反击。
韩军已经杀红了眼，接下来的十几天里，他们采取了人海战术，以整团整师的规模不断投入部队，拼命发起进攻，毫不顾忌伤亡。
尽管美国人对李承晚颇为不满，但在韩军遭遇严重打击之际，他们也决不会置之不理。
7月14日清晨，第八集团军司令泰勒下令韩军迅速撤退至金城川以南一带，重新部署防线，以遏制中国军队的进攻势头。
同时，美军各部队也紧急调动，前往增援。
最先接到调令的是第187空降团。该团从日本仓促空运至汉城附近的金浦机场，落地后立即车运至中线与美军第2师会合，分别接替金化以西、以北的美韩军部队防务，以使该地美军第3师、韩伪9师能抽出来，由西向东对梨实洞、北亭岭一线实施反扑。
同时，将第8集团军预备队的韩伪11师划归韩伪2军团指挥，接替伤亡惨重的韩伪6师投入战斗。
泰勒这次部署调整，有两个动作颇具创意。
一是为将韩伪11师尽快调到指定位置，动用了美军在朝鲜所有的L-20飞机投入空运。L-20是一种被称作“海狸”的轻型飞机，主要用于军事邮件投递，一次只能载运1个班。这次空运，共动用了几十架L-20，从早到晚不停地往返倒运，加上地面摩托化机动，很短时间就将整整一个韩军师送到了一线。
二是派美军第2军军长威廉姆斯少将到负责金城方向作战的韩伪2军团任副军团长，以加强对韩军的协同指挥。
韩军陆军参谋长白善烨说：让一位美国将军到韩国军队中任副军团长，在这场战争中是第一次，也是最后一次。
在西集团方向，15日9时至19时，美军第3师与南朝鲜首都师残部集结1个排至2个营的兵力，在超过20辆坦克、130余架次飞机和强大炮火的支援下，向志愿军新占领的北亭岭、梨实洞、杨谷一线发动了21次反扑，均被击退。
志愿军西集团以部分兵力继续向南推进，截至15日22时，完全控制了芳通里、梨实洞、北亭岭公路线以北的地区。
16日7时30分，志愿军以一个多营的兵力进攻632.5高地，至7时55分攻占了高地主峰以北的无名高地，但多次尝试攻占主峰未果，最终主动撤出。
第24军方面，于14日攻占杨谷和432.8高地，随后在15日凌晨3时又夺取了新木洞和梨实洞。此后，部队坚守在432.8高地至杨谷东山一线。
7月15日14时30分至18时30分，南朝鲜第9师动用一个营至一个团的兵力，多次向432.8高地发起反扑，但均告失败。志愿军第24军部队始终稳固掌控着该阵地。
7月16日，志愿军第24军抓住敌军调整防务的时机，派出第72师和第70师部分兵力，成功攻占了537.7高地、葛洞北山及597.9高地东、东南、南面的多座无名高地。同时，第74师的一个团对松洞北山发起进攻，随后主动撤回。
连日的大雨导致河水暴涨、道路泥泞不堪，敌机趁机进行轰炸，前线地区的桥梁被摧毁，运输供应因此受阻，炮兵难以及时赶到提供支援。同时，美第8集团军在金城以南的反扑部署已基本完成。志愿军因此决定转入防御，抵抗敌军的反扑。
“联合国军”反攻的重点首先集中在东集团新占领的阵地——黑云吐岭、白岩山、949.5高地一线。该阵地线对敌军形成了突出态势，直接威胁南朝鲜第2军团防区内金城至华川公路这一南北交通要道。
7月17日，南朝鲜军以6个团的兵力，在飞机100多架次，大口径火炮200余门支援下，分路对志愿军第180师新占的金城川以南阵地连续轮番反扑。以3个团向黑云吐岭南1公里的569.5高地、黑云吐岭、1118高地；2个团向白岩山、949.5高地、867高地；1个团在5辆坦克配合下沿949.5高地以西公路突进。
志愿军第180师所部在工事不完备、无纵深炮火支援、粮弹供应不足的情况下，面对数倍于已的优势之敌，进行了顽强艰苦的抗击。在争夺867高地作战中，敌投入2个营发动正面进攻，同时以直升机在侧后机降进行夹击。第180师的1个连在敌包围中拼死奋战，终因众寡悬殊，阵地被敌占领，该连除2人突围外，其余全部壮烈牺牲。
从17日3时至20时，激战整日，除867高地失守外，其他各处经与敌反复争夺，均将敌击退，其余阵地屹立不动。毙伤南朝鲜军3000余人。
18日21时至次日6时，志愿军第180师一边作战一边后撤，按照东集团的部署，将金城川以南的部队全部撤至金城川以北，并坚守在461.9高地。第五次战役的后期，第180师在由进攻转为防守的撤退过程中，因组织指挥失误而遭受严重打击，教训极其深刻。
这次撤退汲取了之前的教训，进展相对顺利。
撤收命令的下达，迅速、准确、沉着、隐秘；部队撤退前保持安静，按先伤员后部队、先炮兵后步兵的顺序依次后移；掩护部队领警戒、阻击位置，主力迅速脱离现阵地，轮番交替后撤，并在桥梁、渡口和重要道路交叉点派出指挥组，以免部队通过时发生拥挤混乱。
7月18日以后，在美军空中力量的支援下，韩军将反扑重点转向中央集团。
此时，双方的炮兵部队已完成部署，战斗愈发激烈。
7月18日，第54军135师404团7连，进入巨里室北山408.1高地，掩体还未构筑起来，就遭到敌军地毯式轰炸，阵地上伤亡惨重。
7月19日这天，“联合国军”对由志愿军第67军、第54军第135师及第68军第202师两个团组成的中央集团正面，展开3个团兵力，并配合以400余架次飞机和30多辆坦克的支援。
一天之内，敌军对巨里室北山攻击多达100余次。
战斗中，王占山看到一枚炮弹落在连长张丙振身边，连长的一条腿瞬间被炸飞了。经过一天激战，副连长、副指导员均身负重伤被抬下阵地，全连11名排以上干部只剩下指导员张冠佐和第3排排长王占山，其余全部牺牲。
20日上午，敌军再次对巨里室北山的408.1高地进行轰炸。正在前沿指挥战斗的指导员张冠佐，胸口被弹片穿出个窟窿。张冠佐牺牲前告诉王占山一定要死守阵地，决不能让敌人攻破。
王占山怀揣着指导员临终前的嘱托，带领剩下的将士们坚守在阵地，即便是面对敌军的坦克飞机，也绝对不会后退半步。
敌军眼见高地久攻不下，因此决定断了王占山等人的供应，很快我军战士就严重缺乏粮食和弹药，敌军企图通过这样的方式来逼迫王占山等人投降。
但结果还是令他们大失所望，口粮吃没了，王占山等人就吃野菜，武器没有了，就从战死的敌军尸体旁收集，慢慢的王占山找到了敌人进攻的规律，并且开始组织人在不远处的敌军尸体旁收集枪支弹药，仅仅一个晚上，王占山等人就收集了18挺机枪，10多支步枪，数枚手榴弹，还有半袋子大萝卜、罐头等物资。
就这样王占山死死地守住阵地，整整四天四夜，不敢有丝毫的放松。王占山等人凭借自身意志将敌军一次又一次击败下去，等到支援部队来的时候，王占山身上留下了38个弹孔，4处重伤。
在金城战役结束以后，王占山所在连队最后只剩下了9人，而他自己也被记一等功，授予二级战斗英雄的荣誉称号，并且还获得了朝鲜民主主义人民共和国一级国旗勋章，也因为这场战争，王占山的后脑留下了一块弹片。
战斗最为激烈的地点，是第200师第599团坚守的602.2高地。这个高地位于梨船洞主阵地的前方，中央集团决意在此据守，将敌我双方的攻防焦点前移。直至战役结束，该高地始终牢牢掌控在守军手中，敌军竭尽全力发动反扑，最终仍未能接近志愿军主阵地。
韩军反攻期间，韩国总统李承晚曾亲临前线，韩军喊着：“以夺回三黄山（即602.2高地）来作为向总统的献礼。”的口号疯狂反扑，结果在8天的防敌反扑中，200师在602.2高地和元宝山阵地，一共打退韩军320次反扑，彻底粉碎韩军反攻美梦。
根据韩军参战者的记述，参与攻击602.2高地的韩军部队损失惨重，阵亡、受伤和失踪的总人数接近2300人。从该高地到赤根山之间10公里长的山谷中，运送伤员的队伍从头到尾排成了一条长蛇阵，足以看出战斗的激烈程度。
至此，我军在金城南部构筑起了一道坚不可摧的防线，敌军的大规模反攻也被阻止于此。
7月26日，韩军停止反扑。金城战役至此结束。
志愿军的最后一战——金城战役取得了胜利并顺利结束。
金城战役中，志愿军攻占了敌军192.6平方公里的土地，填平了金城以南的突出部，重创南朝鲜军4个师。根据志司统计，此次金城反击战共歼灭敌军人，其中毙伤人，俘虏3395人。志愿军自身伤亡为人，包括人受伤，人阵亡，1502人失踪，敌我伤亡比为2.3:1。
金城战役对南朝鲜的李承晚集团造成了沉重打击，推动了朝鲜停战的实现，并在停战后对维持朝鲜局势的稳定发挥了重要作用。
7月25日，中共中央和中央军委向志愿军总部发去贺电，祝贺志愿军在夏季反击战中，尤其是在金城战役中，取得了重大的胜利。电文指出，自入夏以来，志愿军与朝鲜人民军对敌军展开了有针对性的战役性反击，并已取得显着成果。
从5月13日至7月18日，历时两个月，共歼灭、击伤、俘虏敌军9万余人。特别是在7月13日开始的金城战役中，我军在金城东西30余公里的战线上，对敌军4个多师所据守的阵地发起了强力突击。
至7月18日，短短5天内，志愿军共歼灭、击伤、俘虏敌军余人，击溃敌军4个多师，占领敌军纵深10公里、约170平方公里的阵地，重创了李伪军。
这次胜利不仅有力地配合了停战谈判，还大大提升了我军对敌斗争的经验，尤其是在突破敌军坚固防线的作战中，积累了极其宝贵的经验。
金城战役是志愿军在转入阵地战后发动的最大规模战役，同时也是志愿军针对防御坚固之敌展开的最大一次进攻战役，在中国人民志愿军抗美援朝战争的历史上占据了重要地位。
这场战争也挽救了李承晚。
在这场战争中，志愿军表现出了强大的攻坚能力，让美国意识到，一旦他们撤出，南朝鲜随时会被推平。所以美国人决心暂时保证南朝鲜的局势稳定，并向李承晚保证，美国政府将训练和装备20个师的南朝鲜军队，并无偿提供武器装备。同时提供10亿美元的经济援助，帮助南朝鲜的复兴。