17时40分，346团、347团的一梯队营在炮火掩护下也相继渡过临津江，先后攻占193高地和144。7高地，牢牢控制住了南岸的滩头阵地，并分别向纵深的雨中和马智里挺进，为军师主力渡江创造了有利条件。116师前指也紧接着渡江，在346团之后跟进。同时师预备队348团也从右翼渡过临津江，按照预定计划以第3营攻占舟月里，接应115师渡江。39军的二梯队117师也在346团后渡江，直插湘水里。
此时，在临津江南岸残存的支撑点里，韩军第11团、12团一线部队已经无法战据守韩国报纸上所说的“铜墙铁壁”。由于未能预料到（事实上侦察也未发现）志愿军将以猛烈的炮火准备开始这次战斗，韩国军队大多数的M2重机枪都布置在紧靠江岸的制高点上，成了志愿军炮兵直瞄炮火的绝好靶子，基本没有发挥作用。当残存的韩国士兵从混乱中抬起头的时候，志愿军已经接近了江对岸，而他们手中的步枪根本无法压制江面上潮涌般逼近的志愿军。事实上，在1950年的战斗中，第1步兵师可以说是表现最佳的韩国部队之一。在朝鲜人民军把韩国军队一步一步向南驱赶的时候，在大浦洞附近的一座山脊丢失后，白善烨曾经对溃退中的部队宣言：“我们一起转身回去把敌人踢跑，把我们的山头夺回来！我将在最前线和你们在一起，谁要看到我逃跑，请向我开枪！”这之后，第1步兵师在那些在旧日本军队效过力的老兵带领下，果然最终又把丢失的阵地夺了回来。曾与该部协同的美军第27步兵团米切林（JohnMichaelis）上校曾向第8集团军抱怨该师第11团战斗不力导致本团侧翼暴露，但当他看到白善烨亲自到第一线带领士兵反击后，曾向白善烨道歉并事后评价：“我看到，韩国军队简直有上帝般的力量！”。但是，这支他自己信赖的部队，却开始以难以置信的速度开始溃败。
在获悉志愿军大举进攻后，白善烨仍然寄希望那些在38线、在仁川、在平壤、在云山久经战火的第1师老兵，能象在釜山一样很快稳住阵脚。而韩军第11、第12步兵团的老兵，也正残余的支撑点里，等待美军的炮火能迅速遮断江面，然后他们将以步枪、手雷和轻机枪，解决已经突击到滩头悬崖下的志愿军战士，但这一次他们却失望了：越来越多甚至是满身冰棱志愿军的以不可思议的速度从冰层上或者从寒冷刺骨的江水中渡过临津江，不断登上滩头，消失在悬崖的棱线下面。但他们除了抛手雷，简直无法去阻止他们从悬崖下面向上攀登，敢于从悬崖顶部探头向下扫射的一些自动步枪手很快就被对岸准确的机枪火力击毙，他们事先精心布置在阵地前沿的地雷和铁丝网只是稍微迟滞了一下进攻者的步伐，很快在一线韩国守军左右的山梁上，就出现了那些连钢盔都没有的士兵的影子。而韩国一线部队此时最需要的支援火力，却迟迟没有出现，稀疏的炮火和前沿火箭筒手的狙击，甚至连江面的冰层都没有完全击碎，个别地段志愿军沿冰封的江面直接冲到了对岸。事实上，在志愿军炮击开始后不久，前线惊慌失措的消息已经传到了该师师部，白善烨一面命令其二线部队展开，一面紧急向美1军请求8英寸榴弹炮的火力支援、封锁江面。但错误理解李奇微“夜晚收缩、白天反击”命令的美军炮兵，此时根本没有做好射击的准备。这也是世界战争史中的有趣的一幕——炮兵火力拥有7：1优势的“联合国军”，居然被志愿军的炮火压制的抬不起头！
进攻发起后，志愿军以迅雷不及掩耳之势跨过临津江、甚至徒步跨过工兵来不及扫雷的雷区的气势，严重动摇第1步兵师的意志。受美军顾问影响，深信己方火力优势和江边铁丝网、雷区的韩国新兵，看到志愿军已经沿着山体的裂缝和雨水沟攀上了悬崖后，神经首先崩溃了，他们开始丢掉了一切武器沿公路向后溃逃，而剩下的一些有战斗经验的老兵，要么也伴随着乱兵向南溃散，要么很快就被志愿军第一梯队投来的手榴弹“雨”淹没在堑壕里。处在志愿军打击重点位置的第1步兵师第12团，第1营很快溃散，其第2营和第3营虽然勉强撤到东豆川西南一带，但随后又被志愿军包围并溃散。在韩国官方的《韩国战史》中是这样记录这一幕的：
联合国军士兵扔掉了所有的重炮、机关枪等支援武器爬上卡车向南疾驰，车上挤得连个小孩都不能挤上去了，甚至携带步枪的人也寥寥无几，他们只有一个念头：把那可怕的敌人甩掉几英里。拼命跑呀！制不住的‘后退狂’蔓延开来。一向认为中国军队只擅长使用轻武器的“联合国军”，首次领教了中国人集中使用炮火时的威力，在爆炸的冲天火光中，他们白天还在加固的工事、前两天在防止“共军渗透”中还发挥重要作用的暗堡，在20分钟里变成了一片废墟。平心而论，志愿军精心组织的炮火准备，在突破临津江时起到了至关重要的作用：相对于116师，由于配属的炮兵团在前进途中遭美军空袭未能到位，40军119师在突破临津江防御的时间比116师晚了13个小时。
39军发起攻击后1个小时，韩国第1步兵师第12团就开始向师部报告“顶不住了”，该团向二线阵地撤退和收容溃兵的行动尚未完成，其二线阵地的两翼又被志愿军突破，只能再次撤退，到其团部再次与师部恢复联系时，团指挥所已经无法掌握防御前沿的情况，只能说：“四周到处是中国人的锣、鼓、喇叭和号”。而新兵较少的第11步兵团，由于右翼暴露，随后也不得不向后仓皇退却，但该团还能进行有组织的撤退并与师预备队第15步兵团汇合后继续顽抗。第1师预备队第15步兵团展开后，立即就开始收容第12团的溃兵，该团再次向师部打电话要求炮兵支援，但炮声还未响起，志愿军116师已经冲进了第15团的防御阵地。该团团长事后沮丧的说：“我们虽然得到了105毫米榴弹炮的支援，但是敌人已经逼近到离阵地50米，炮火支援已经失去了意义，阵地上很快进入了肉搏战。”午夜之前，第一步兵师的两道防御阵地已经被全部突破，无可奈何的白善烨只有命令师预备队15团依托预备阵地的高地收容溃兵并固守。由于之前有一定的准备时间，因此该师15团展开后，对志愿军的攻势造成了一定威胁。志愿军116师347团2营进至食岘里南侧公路附近时，开始遭到于义洞西侧高地敌团预备队火力拦阻，2营立即展开攻击，但因地形开阔，数次冲击均被敌击退，为了迅速发展进攻，不为敌个别阵地所阻，347团根据师的指示，命令2营改变方向，经马智里以南向东迂回。此时，应该说韩国军队的二线部队一定程度上是在努力按美军意图作战：晚间面临志愿军进攻时应收缩防线、固守要点，以待战役预备队进行反击。但此时，韩国第1师仍然没有得到渴望已久的援兵：美第1军不但没有投入部队反击，而且连炮兵火力也很不充分。以美军部署比较靠前的化学迫击炮第二营为例，在12月一个月的战斗中（包括对临津江方向的火力支援），总共只执行了32次射击任务，发射炮弹777发（其中照明弹33发）。
由于缺少火力支援又不擅长夜战的韩国军队只是固守要点，未能在一线阵地突破后组织有效地钳制行动，347团2营绕过于义洞西侧高地后，顺利地沿马智里南侧、180高地、向210。9高地、大村方向发展进攻。与此同时347团1营在3营左翼进入战斗，协同3营向180高地发起攻击，一举攻克该高地，歼灭敌人一部。346团1营协同347团攻击马智里之敌时，该团2营向235高地、340高地发展进攻。为了迅速扩张战果，团令第二梯队3营迅速投入战斗，进至340高地经一个小时激战歼灭敌一个连。
1月1日4时许，348团进至廉安里、马智里、药井地域，并以一部兵力向汶山方向警戒。6时许，347团主力进占卢坡洞、士林及其以南高地。346团主力占领雪于里、新村以北地区。至此，经过13小时激战，116师突入敌防御纵深约10公里，歼敌约千人，胜利达成突破临津江任务，而116师迅速突破临津江，为军二梯队打开了向纵深推进的通道，彻底避免了顿兵临津江南岸滩头、遭敌火力重创的危险局面。
在116师之后，39军117师也顺利渡过临津江，迅速向东豆川以南穿插。美军将领经常在回忆录中抱怨，天气严重影响了自己的行动，但是对于装备简陋、补给缺乏的志愿军来说，天气造成的困难更大：入朝两个多月来的连续征战，使不少志愿军官兵的棉袄衣服早已破烂，个别人甚至在鞋子开裂后只能用绳子捆绑。加上入朝后后勤供应一直跟不上，不但营养极差导致战士的体力严重削弱，甚至被敌人认为是擅长夜战的部队中，竟有不少战士患了夜盲症！这个风雪交加新年之夜中，志愿军部队在连续的渡江、攀崖、强攻敌阵时，阻挡他们的不仅仅是敌人火力和地雷阵、鹿砦、铁丝网。在攀缘陡峭的雪山深谷时，战士从江水里趟过又冻硬的鞋底象钢板一样滑，不断有人失足滑落到积雪的深沟里，冷风裹着雪片迎面扑打而来，鞋袜被雪水渍湿了并冻结在一起，汗水又逐渐把衣服上的雪粒溶化，经寒风一吹，衣服上结了一层冰壳，有如身着冰雪的铠甲。随着夜的延深，气候越来越冷，在大年夜的鞭炮声一样密集的枪声中，志愿军以顽强的毅力疾速攻击前进，尽管他们的战友一个接一个地被冻僵而仆倒在地，但部队疾进的脚步却丝毫没有停顿！
作为作战经验丰富的指挥官，白善烨很快意识到自己的危险：江岸防线的崩溃已经是不可挽回了，目前唯一的希望就是利用二线防线中尚能控制的高地进行反击，迟滞志愿军的正面突击。志愿军此时已经开始的纵深穿插，是对韩军的最大威胁，这有可能导致第1师与第6师的联系被彻底割裂，尽管还不清楚志愿军的