1952年10月，當時志願軍在地面作戰中已經越來越佔據主動權，美軍不甘心失敗，於是制定出了所謂的“攤牌行動”計劃，準備進攻志願軍15軍防守的五聖山前沿的537。7高地和597。9高地，防守537。7高地的是志願軍15軍135團1連，防守597。9高地的是志願軍135團九連和八連的一個排，共一個加強連的高地。

美軍對這次行動計劃非常有信心，財大氣粗的美國人調集了16個炮兵營280多門重炮和200多架次的戰鬥機和轟炸機，準備以美軍步兵第七師和韓軍第二師的兩個營為進攻部隊，用六天的時間，以傷亡200人的代價輕鬆拿下志願軍這兩個高地。但是此戰還沒開打就走了樣，戰前韓二師的一個參謀帶著作戰計劃投降了志願軍，白馬山方向38軍的一名軍官也洩露了一些軍事機密，但是雙方的指揮官都沒當回事。

1952年10月14日，美軍用320門火炮，47輛坦克，50多架飛機對15軍30公里防禦陣地的正面進行炮火準備，其中對五聖山597。9高地和537。7高地的轟炸尤為慘烈。美軍的火力密度很大，每秒中有六發炮彈砸向志願軍的陣地，在坑道中的志願軍像是在坐在一葉小舟中在驚濤駭浪中顛簸，有一名17歲的小戰士硬是被活活震死。很多官兵舌頭，嘴唇都咬破了。

秦基偉本以為美軍不會進攻險峻的上甘嶺地區，而是進攻地勢較為平緩的平康方向，但是沒過多久他就發現是自己錯了。美軍本以為猛烈的炮火會摧毀志願軍的陣地，但是等到美軍第七師31團衝鋒的時候還是遭到了志願軍15軍守軍的打擊，美第七師31團二營，三營的傷亡率達到了百分之七十，不得不派32團繼續進攻597。9高地，但是也沒有成功。在537。7高地上，韓軍在遭受志願軍痛擊之後，呼叫轟炸機對志願軍陣地轟炸，美軍出動二十多架B26轟炸機對志願軍537。7高地進行轟炸，還投擲了大量的凝固汽油彈，給守備部隊造成了很大的傷亡。僅僅兩天的戰鬥中，一連和九連就消耗了40萬發子彈，手榴彈，手雷近萬枚，打壞10挺蘇式轉盤機槍，62支衝鋒槍，90支步槍，人員傷亡也很大。

15軍45師師長崔建功不斷的往陣地上增兵，很多陣地白天被敵人奪走，晚上又被志願軍奪了回來，雙方打成了消耗戰。戰役最艱難的是第二階段的坑道作戰，由於美軍炮火過於強大，志願軍15軍官兵後來不得不轉入坑道作戰，但是在坑道作戰中，美軍對志願軍物資的封鎖非常嚴重，當時15軍是不缺物資的，但是卻送不上去，15軍從後方採購了六萬斤蘋果卻不知道怎麼送進坑道，最後15軍軍長秦基偉下令送進一個蘋果立二等功。整個上甘嶺戰役，運輸人員就傷亡了1700多人，有時候為了送一壺水，要搭上幾位戰士的生命。

上甘嶺戰役從1952年10月14日到11月25日，歷時43天，雙方在面積僅有3。7平方公里的兩個高地進行了反覆爭奪。在這場戰役中，美軍向上甘嶺兩個小小的山頭傾瀉了190萬發炮彈和5000枚航空炸彈，上甘嶺的山頭上，每平方米就有76枚炸彈爆炸，土石都被炸鬆了兩米，炸彈的鐵屑，彈殼鋪了厚厚的一層。志願軍在此戰中傷亡1。15萬人，而以美國為首的聯合國軍傷亡2。54萬人，還有300多架飛機被擊落，40輛坦克，61門大口徑火炮被志願軍摧毀。