1962年10月20日，在西藏軍區司令員張國華統一指揮下，解放軍邊防部隊分別從東、西兩段向印軍發起自衛反擊戰。
其中，東段由藏字419部隊負責殲滅印軍王牌第7旅，西段由新疆軍區原54軍副司令員何家產統轄步兵第4師第10、11團、120炮兵營、高炮營、通訊營，新疆步兵第2團，騎兵第3團，阿裏支隊和工兵第109團等，兩段共40000余人對入侵中國邊境的印軍進行清除。
西線新疆兵團面臨的當面之敵為印軍第19師114旅約5600余人，由於印軍據點較為分散，進入中國境內的有43處約3000人兵力。於是，中央電指新疆軍區： 主要作戰任務為拔除敵人入侵據點。
僅僅8天的時間，新疆軍區一線作戰部隊便拔除37個入侵據點，收復1900平方公裏的領土。面對我軍短暫休兵，印度國防部長卻叫囂著：
「要同中國打到最後一個人，最後一支槍！」
一、第一階段
作戰前夕，新疆軍區在總參的指示下，準備了足足6天的時間，調動某部第4師兩個榴彈炮團、1個120迫擊炮營及1個85炮營、第10團75無坐力炮連和該團營屬迫擊炮連等各部隊晝夜兼程，全力以赴向西線趕赴，做好一切反擊準備。
此次西線任務主要為拔除入侵點，為了不被印軍部隊發現，我軍選在距離紅山頭20多公裏外的5243高地東側，全天候的進行偽裝，嚴禁暴露自己行蹤。
中印邊境西段屬於高原嚴寒地區，平均海拔5000米，空氣稀薄，這裏晝夜溫差很大，十分考驗對軍作戰能力。
由於西線隱蔽據點十分分散，印軍在這裏侵占中國的西線土地較少，在何家產看來，我軍根本不具備大迂回作戰的空間，於是決定采取硬碰硬的戰鬥。
10月20日上午9時，隨著兩顆紅色訊號彈升空，我軍西線兵團開始炮火準備，整整30分鐘的時間，加勒萬河谷南、北兩側和紅山頭之印軍開始作出反擊，雙方經過2個小時的激戰，新疆軍區拿下了加勒萬河谷地區，並全殲印度守軍。
與此同時，東段的西藏軍區也投入戰鬥，為了配合全力配合東段主力，新疆軍區組織機動部隊和邊防一線守點分隊約一個加強團的兵力，自北向南，從神仙灣至紮西崗全程600公裏的距離，與東段主力形成配合。
為了清除印軍入侵的43個據點，在第一階段作戰中，新疆軍區從天文點、河尾灘、空喀山口、阿裏4個方向向印軍114旅實施反擊，然而，在第一階段的作戰中，僅僅8天的時間我軍清除了印軍入侵設立的37座據點，給敵人以沈重打擊。
第一階段自衛反擊，我軍共殲敵434人，繳獲各種槍支火炮及軍用物資，而我軍犧牲104人，傷224人。
二、巨大優勢，主動和談遭拒
第一階段作戰共持續了8天就勝利了，我軍不僅殲滅了印軍王牌第7旅，而且還俘虜了達爾維準將。就在我軍決定乘勝追擊之時，中央下令，所有軍隊暫時按兵不動，一切行動聽候指令。
在當時看來，這場作戰不僅是一場軍事戰鬥，更是一場政治鬥爭。10月24日，中國提出以和平談判的方式解決邊境問題，希望雙方能夠化幹戈為玉帛，然而，令我方沒有想到的是，印度不僅沒有見好就收，而且毫不猶豫的拒絕了中方的提議。
彼時，對尼赫魯來說，印度雖然在第一階段戰敗，但是並不意味著之後的戰鬥打不過中國。況且，印度之所以底氣豪橫，最主要的原因離不開美國和蘇聯的支持。
中印交戰對美國來說，是樂意看到的局面，兩國發動戰爭，美國樂此不疲的向印度提供軍援。於是，自以為是的尼赫魯再次調集大量部隊，向中國藏南地區發動進攻。
既然印度如此給臉不要臉，中國也不願意再與其廢話，畢竟只有將對方打痛，才能夠讓對方徹底清醒。
11月14日，印軍在中印邊界東、西兩段增加了2個師部、9個旅以及炮兵、裝甲部隊各一部，總兵力增加至30000人。其主要布局為，從東段，以第4師4個旅部署在西山口—邦迪拉公路沿線，以第11旅部署在瓦弄地區，第5旅分布在「蘇班西裏」和「西安」兩邊區，第192旅部署於提斯浦爾。
西段部署，由第70旅部署在東堤及其以西地區，第114旅部署在楚鄶勒及其以北地區。如此部署，在印度總理尼赫魯看來，完全有把握將我軍打敗。
於是，印度政府在國內大力宣傳，掀起了一股反華浪潮，不僅加緊動員準備，而且還宣布全國處於「緊急狀態」，尼赫魯更是公開向美國等西方國家尋求軍援。
如此行動，看來尼赫魯已經做好了必勝的把握。然而，就在印度政府自吹自擂之下，西藏軍區、新疆軍區分別就事態進行了部署。
東段，西藏軍區指揮8個步兵團、3個炮兵團向達旺河以南西山口—邦迪拉地區進行反擊，為加強東段東部地區作戰指揮，由軍長丁盛指揮4個團兵力向印軍哨所進攻。
西段，新疆軍區1個團主力，在班公洛地區反擊，在我軍全力配合下，不僅打掉了印軍的「一字長蛇陣」，而且很快讓印軍潰不成軍，全線棄逃。
隨著我軍主力在西山口，邦迪拉地區展開搜剿行動，於21日，全殲印軍3個旅，斃俘印軍壯將旅長豪爾·辛格以下官兵5200余人。
戰後，印度再次以失敗而告終，作為西藏軍區司令員的張國華與毛主席開玩笑道：
「再打2個小時，估計我們直接打到提斯浦爾去了。」
而毛主席聽了之後，幽默道：
「他們經常上我們這裏，我們偶爾去他們那裏一次也無妨嘛。」
雖然這是一句玩笑話，但是11月21日，中國主動向全世界宣布了撤軍的聲明。在中國看來，此次自衛反擊，我們要的不僅是勝利，更是一種態度，這關系到中印之間的政治問題，而絕非只有戰爭。
為了能夠顯示出中國大國風範，中央下令，將所有繳獲的印度戰利品，全部還回去，包括印軍俘虜。
此次作戰僅僅32天的時間，我軍就殲滅了印軍7000多人，俘虜3968名，而我軍陣亡722人，負傷697人，無一人被俘虜。
