续突击，发展进攻。左翼第九兵团（辖二十、二十六、二十七、三十九、四十军）迅速突破敌人防御，于23日午夜，突入敌纵深30多公里。突击到“三八线”以南地区，完成了战役分割任务。担任中央突击集团的第三兵团（辖第十二、十五、六十军）从国内到达出发阵地仅10天左右，还没有和美军作战的经验，在突破敌人纵深后，遭敌顽强抵抗，几经激战歼灭美三师一部。担任右翼突击集团的十九兵团（辖六十三、六十四、六十五军）和人民军第一军团发起进攻后，于23日凌晨突过临津江，攻占了江南几处要点。人民军第一军团攻占了开城和长湍。
担任东线作战的朝鲜人民军第三和第五军团为配合西线作战，分别向杨口、元通里一线南朝鲜军发起进攻，先后歼灭其第五、第七师各一部。
4月24日，西线中朝联军全线向南发展进攻，全部抵达或超过“三八线”。
根据毛泽东的指示，彭德怀原设想以14个军的绝对优势兵力，以猛烈的突击，一举再将敌军打回“三八线”以南，相机重新攻占汉城。但李奇微掌握了志愿军战士必须自带粮食、白天大兵团不能作战、只能乘夜间采取迂回穿插分割包围战术的规律，嘲笑志愿军的进攻不过是“一礼拜攻势”在中朝联军开始进攻后，李奇微采取节节抗击，逐步撤退的战术，其主力部队每天下午先撤退，留少数摩托化部队与志愿军保持接触作掩护；当志愿军利用黄昏发起攻击时，其掩护部队即迅速撤退20至30公里布防；当志愿军步行追击至拂晓停止时，恰好暴露在敌炮火控制之下，被其炮火杀伤而难以活动。这样，中朝联军经过3天3夜的进攻，虽然迫使“联合国军”逐步撤至“二八线”以南的锦屏山、县里、加平、春川第炭线阵地，但其被围部队大部在飞机坦克的掩护下跑掉。中朝联军歼敌不多，没有达到预期的目的。
4月26日，彭德怀向军委和毛泽东报告说：“新到日本之敌军共有15万余。估计敌或以一部加强正面，同时有在我后方登陆的可能。此役原拟于5月上旬开始，但为了推迟敌之登陆，避免同时两面作战，因此提前于4月22日开始。但各项准备均不充分，敌在战术上前进时步步为营，后退时节节抗击。致作战三昼夜，没有达到迂回议政府、截断敌人退路的计划，估计战果有限，不足以打破敌登陆企图。朝鲜地形狭窄，海岸线长，港口多，敌有强大海、空军，这些是其登陆的便利条件。志愿军党委多次考虑下一战役须准备打敌登陆部队，因此我军主力目前不宜南进过远。敌军一旦登陆成功，我之咽喉即被扼住，我正面部队即使能打到釜山，亦最终不得不被迫撤退。此次我军拟在突破敌军抵抗后，以5个军相机追击至‘三七线’为止，如敌扼守汉江及汉城桥头阵地，我则以小部队监视袭击之，使敌后备兵团部队增援正面，推迟其登陆时间，减弱其登陆力量。为应付万一，我必须立即修好熙川至阳德公路，以保障主要运输供应线。深盼军委对空军加速准备，配合作战。”
从彭德怀的报告可以看出，他最担心的是“联合国军”重演仁川登陆，占领朝鲜蜂腰部。使中朝联军陷入腹背受敌、两面作战的局面。而此时，在北京中南海，毛泽东和周恩来等最为担心的也是这个问题，故复电彭德怀说：“目前自应以敌人会很快登陆作准备，免陷被动。”
对于彭德怀决定提早发起第五次战役，事后有两种不同的评价。有些人认为：为了粉碎敌人登陆计划，这个决定是正确的；有些人认为：这次战役打得太急，如迟打一些日子，准备得充分些，战果会大一些。
4月26日，中朝联军继续向敌纵深发展进攻。28日，“联合国军”主力被迫撤至汉城及北汉江、昭阳江以南，继续组织防御。这时，新任美军第八集团军司令范佛里特将美骑一师也调到汉城，组成密集火网，诱我攻城。彭德怀揣度其意，认为在汉江以北歼敌的战机已失，即命西线主力停止进攻，只派一部兵力逼近汉城，一部逼近汉江，一部渡过昭阳江，与敌保持接触，掩护主力准备转移到东线作战。至此，第五次战役第一阶段作战结束。中朝联军连续进攻7天，歼敌2。3万人。因装备太差，新入朝部队经验不足，使被围之敌大部逃走，没有消灭美军1个整团的战例。
这时，彭德怀为什么将战场从西线转移到东线呢？在第一阶段的攻势中，中朝联军西线右翼集团向南前进了50多公里，直抵“三八线”以南的汉城地区，将整个战线形成了由西南逐渐向东北延伸的一条斜线态势，使防守在东线的南朝鲜3个师侧翼暴露。彭德怀判断美军主力8个师决心死守汉城，我军难以取胜，而东线南朝鲜军的战斗力较弱，比较好打。他临机应变，决定立即向东转移兵力，围歼南朝鲜军。
彭德怀在改变战役决心后，担心被敌人发觉。为迷惑与钳制西线美军，于4月29日急电人民军一军团在汉江下游汉江北岸作渡江佯动。以小部队向当面之敌袭扰，令十九兵团在汉城以东汉江上游同时实施佯动；令三十九军主力南渡昭阳江，进至春川、洪川间，以掩护志愿军第三、第九兵团于5月初从东线出击。范佛里特发现中朝联军主力集结休整，为查明我军动向，自4月30日始，以一部兵力向中朝联军阵地反攻。敌人判断我军可能向中部战线发动新的攻势，遂即调整兵力在中线转入防御。5月6日，彭德怀命令志愿军主力隐蔽向东转移。
5月9日，中朝联军利用敌人尚未准确判明我军动向之机，遵照彭德怀的部署，挥师东移。志愿军战士穿过高山峡谷和丛林密布的小路，至15日相继隐蔽进入春川至兰由间的北汉江和昭阳江两岸地区，朝鲜人民军第二、第三、第五军团亦同时进占麟蹄及以东地区，按时完成了战役展开和进攻准备。5月16日傍晚，在东线战场上，中国人民志愿军第三、第九兵团6个军及朝鲜人民军3个军团以优势兵力一齐出动，乘敌不备，向县里周围地区的南朝鲜第三、第九2个师迂回，实施钳击合围。
东线围歼战役开始后。彭德怀昼夜守在指挥部里，不断接收来自前线的战报。5月17日凌晨，他给朝鲜人民军前线司令员金雄和志愿军九兵团司令员宋时轮电指示：“此战役第一阶段付出了相当大的代价，才将美军调到春川及其以西至汉城线，使我在第二阶段中才有机会以消灭李伪军为主。因此必须克服一切困难，坚决贯彻多消灭李伪军的精神，即是孤立美军、分散美军，创造今后消灭美军的有利战机。必须贯彻大胆迂回与分割包围，以达全歼敌人的作战思想。应利用天候和敌人混乱时，不放松白天作战的任何机会，并须配以适当战斗部队，认真搜索溃散之敌和武器弹药。预祝你们胜利。”17日上午，中朝联军形成合围，惊慌万状的南朝鲜军，向东南突围逃窜，但此时，退路已被志愿军切断。中朝联军密切配合，对被围之敌发起攻击，激战至19日，将南朝鲜第三、第九两个师大部歼灭，缴获了该两师的全部重装备。中朝联军还击溃了南朝鲜第五师和第七师残部，共歼敌1。7万余人。
与此同时，在中线的志愿军第三兵团也发起攻击。歼灭美军两个营和法国营大部及南朝鲜军一部，牵制了美军第七师，使其无法东援。
中朝联军在东线发起进攻后，部署在西线的第十九兵团3个军和朝鲜人民军第一军团于5月16日夜以一部兵力在汉城方向和汉江下游实施佯动，对敌军阵地积极攻击，形成迂回汉城和渡江南进的姿态。彭德怀预先部署的这一着妙棋，果然见效。当人民军第一军团派出一部兵力在汉城以西渡江时，敌军连声惊呼：“汉城正面临着第二次危机。”
直至5月20日，美军第八集团军司令范佛里特才发觉志愿军主力已东移。急令西线美军3个师及3个旅于当日向西线志愿军十九兵团阵地猛烈攻击。十九兵团各军遂逐步转入防御。同日，美军第十军主力沿战线向洪川方向逐次东移，美军第三师也自汉城东南方向迅速东援。美军是摩托化部队，速度甚快，西线至东线150多公里的距离，不到一大就全部到达，堵塞了中朝联军的战役缺口。此时，南朝鲜第八师亦由大田北调平昌、堤川，建立纵深防线，于是“联合国军”又形成了东、西相接的完整防线，再次阻挡了中朝联军的攻势。5月21日，彭德怀电毛泽东并高岗说：“以前各役携带5天粮食可以打7天仗，因就地可筹借部分补充之。现在携带7天粮食，只能打5天仗，因在战斗中消耗，就地不能筹补。现洪川之敌顽抗不退，使我东线作战部队无法运输接济，而美第三师东调后堵塞了洪川、江陵间缺口。我军第五次战役西线出击伤亡3万，东线出击伤亡万余。一月之内进行了东、西两次作战，部队有些疲劳，需休整总结经验。现第一线运输极端困难，且雨季已近，江河湖沼尽在我军之后，一旦山洪暴发，交通全断，顾虑甚大。此役未消灭美军的师、团建制，敌还有北犯可能。根据上述，我军继续前进，不易消灭敌人，徒增困难，不如后撤，使主力体整，以逸待劳，寻机歼敌。妥否盼示。”翌日，毛泽东复电说：“根据目前情况，收兵休整，准备再战，这个处置是正确的。”5月22日，中朝联军停止对敌攻击，结束了第二阶段战役。
在中朝联军发起第五次战役之前，从毛泽东的指示和彭德怀的战役决心看，都设想要歼灭敌人几个师数万人，为什么没有实现就收兵后撤呢？原因仍是武器装备太差，无制空能力，后勤供应发生严重困难。朝鲜地形狭长，东西两面临海，河流纵横，由北向南只有几条公路，敌机终日空袭，道路桥梁随修随被炸，大批车辆损坏于途。每次进攻，战士主要依靠自携的粮弹作战，最长只能持续一个星期。（这次战役第一阶段自4月22 日至28日；第二阶段�