1950年8月9日淩晨三點，第3步兵師團先頭部隊第7步兵聯隊，在夜幕的掩護下，開始在倭館南側的老村渡口徒涉洛東江，由於這一地段水域最大深度1.5米，渡河的人民軍官兵把衣物和武器彈藥頂在頭上，以遊走的方式徒涉過河。由於老村渡口對岸靠山又不易於擴大陣地，所以美軍對這一地段完全沒有防備，待對面的美騎兵第5團發現敵情時，第7步兵聯隊官兵已大部份完成渡江，並迅速集結起來，奪取了渡口旁又被稱為268高地的錦舞峰。
雖說在老村渡河的第7步兵聯隊真正做到了攻其不備出其不意，但令人費解的是，作為師團主力的第8、9步兵聯隊卻在30分鐘後才開始在另一個渡口新基偷渡，而此時美騎兵第1師各營已經完全做好了戰鬥準備。於是偷渡中的第8、9步兵聯隊很快被美軍抓住，在照明彈的照射下，美騎1師炮兵與坦克火力一股腦傾瀉到暴露無遺的人民軍官兵身上，這次偷渡自然以失敗而告終，據俘虜招供在這次一邊倒的大屠殺中，第3步兵師團的這兩個聯隊損失了一半多的兵力。
美騎1師師長蓋伊將軍在天亮後得此情報，便下令動用預備隊騎7團1營向錦舞峰實施反擊，並出動5輛M-24坦克進行增援，不過在人民軍的頑強抵抗和高達38度1酷暑天氣的幹擾下，9日白天的反擊未能取得進展。次日，美軍加強對錦舞峰的火力覆蓋，但人民軍的抵抗烈度依舊沒有降低，不僅如此，當蓋伊將軍帶著他的師部親臨一線檢視戰況時，遭到滲透敵後的第3步兵師團偵察隊的迫擊炮炮擊，蓋伊將軍的副師長、參謀長和情報官等部下都在炮擊中負了傷。
蓋伊將軍於是心生一計，命令坦克部隊直接開到洛東江邊，從錦舞峰後方向山上開炮，在山上堅守的人民軍受到前後攻擊，終於開始頂不住了。到8月10日下午四點，美軍終於攻上錦舞峰，參與人民軍官兵撤退到小龍洞村，又遭到美軍炮火集中覆蓋，傷亡很大。事後據俘虜招供，9日淩晨成功渡過洛東江的第7步兵聯隊官兵共有1000余人，其中700余人在兩天的爭奪戰中損失掉了，剩下的幾百人分散遁入山中或是從水中潛回了西岸。
倭館偷渡戰，對於之前一個月一路高歌挺進的第3步兵師團來說，無疑是一次大敗仗，僅兩天的功夫，全師團就傷亡過半，據俘虜透露，到8月12日，該師團僅剩官兵2500余人。而第3步兵師團在這一地段偷渡的失利，也導致原本作為該師團後續部隊的第10師團轉移到更南邊的龍浦、玄風地區進行偷渡，筆者已經在第10師團戰史一文中介紹過相關情況，這裏就不再做過多復述。
8月13日夜，正當第10師團的兩個步兵聯隊在龍浦渡口再次遭遇新基偷渡戰的淪陷式打擊時，為了配合該師團的行動，第3步兵師團又拼湊出一個聯隊的兵力，在倭館以北9公裏處的水巖山地區偷渡，這次師團長李永鎬吸取之前半渡遭淪陷的教訓，動用工兵部隊事先在這一地段修築了一條水下輸送橋，使得約1000余人的偷渡部隊及兩輛T-34坦克很快渡過洛東江，並在次日上午攻上江對岸的303高地，這是個可以俯瞰倭館市區及其周邊公路網的戰略性高地。
到15日晨，第3步兵師團已經包圍了原駐高地上的美軍一個步兵連及一個迫擊炮排，眼看美第5騎兵團的解圍作戰沒有成功，又得到錯誤情報說，人民軍還在洛東江西岸集結了四個師的優勢兵力，美第八集團軍司令部忽然突發奇想，決定集中包括B-29重型轟炸機在內的98架轟炸機對西岸人民軍可能的集結地進行地毯式轟炸。然而事實證明此次轟炸收效甚微，因為第3步兵師團只在西岸留下了少數預警部隊，事後人民軍甚至在出版物中公開調侃道，這次轟炸只炸死兩只老母雞。
雖然蓋伊師長請求再對東岸實施一次轟炸，但由於擔心轟炸會誤傷近在咫尺的美軍，故這次地毯式轟炸僅實施了一次就被叫停。在轟炸實施的當天晚上，303高地上被第3步兵師團包圍的美軍一個步兵連成功突圍，但有40多名美軍士兵卻已完全喪失戰鬥意誌，甘願留下來充當人民軍的俘虜。事後這40多名被俘美軍在人民軍撤退時全部被槍殺，其中包括失聯迫擊炮排的26名官兵，據悉人民軍處決俘虜的原因大致是因為無法在火線上及時轉移掉這些人，而非受上級指使。
8月17日，美騎5團2營在第70坦克營A連的支援下，再次對303高地發起反撲，並於下午四點終於奪取高地制高點，盡管如此，第3步兵師團殘余官兵也依舊抵抗激烈，第70坦克營A連的兩輛M-26巴頓式坦克在次日人民軍的一次反突擊中被人民軍官兵使用反坦克炮擊毀，乘員全部被槍殺。8月20日，麥克阿瑟將軍命令飛機向水巖山地區灑下傳單，內容為譴責人民軍對40多名美軍戰俘的處理結果，人民軍方面對此也比較頭疼，不得不下發檔嚴禁官兵們擅自處決俘虜。
此後第3步兵師團與美騎1師在大邱西北戰線一直處於對峙狀態，美騎7團曾以一個營的兵力向水巖山發起突擊，但受地形限制，突擊沒有成功。對峙期間，已經近兩個月沒得到任何兵力補充的第3步兵師團也開始不得不補充兵力，據1950年9月5日被捕獲的第8步兵聯隊2大隊4中隊3小隊司機金鐘聖（김종성，25歲，漢城東大門區人）招供，7月初，包括他在內的1300余人在漢城被征召入伍，並於8月18日被分散編入第3步兵師團各聯隊，一同編入的還有來自平壤的300余名補充兵。
8月底，由於在大邱北作戰的第13師團19聯隊作戰主任金成俊少校的投降，使得美軍獲得了人民軍第2軍團將在9月初發動的第五次戰役的具體計劃和時間表，其中規定由第1、3、13步兵師團及第105裝甲師團組成第3攻擊集團，分別從北方和西北方向進攻南韓政府戰時臨時首都大邱，而在西北方向作戰的正是第3步兵師團。
9月2日夜，金少校預告中的大邱戰役終於打響，第3步兵師團除集中主力向303高地再次進攻外，還分出一部份兵力突入原本計劃再次攻打水巖山的美騎7團後方的464高地，而美騎7團則不顧後方遭到威脅，又將該團3營調來攻打水巖山，結果依舊被人民軍阻擊在山下，如此混亂的戰局使美朝雙方戰線呈犬牙交錯之勢，根本找不到一條完整的戰線，雙方的戰術特點都是你打你的，我打我的，連美國人都吐槽說：「誰包圍誰？認為有指望的人是愚蠢的。」
雙方一直混戰到9月5日，一直在進攻水柱山的美騎7團首先頂不住了，其戰線有呈崩潰的趨勢，加上美騎8團也反擊架山失利，美騎1師師長蓋伊將軍和美第八集團軍司令部認為該到了撤出大邱的時候了，而他也確實這麽下了命令，但沖在最前面的美騎7團2營卻一時沒能撤下來，直到兩天後才突出重圍。9月6日，第3步兵師團攻擊部隊趁熱打鐵，對303高地發起三次猛攻，駐守高地的美騎5團在堅持抵抗了1天後就敗下陣來，由於已經沒有預備隊，該團隨後又遺失了357高地。
此時第3步兵師團距離大邱市區僅剩15公裏，蓋伊將軍嚴令剛吃了敗仗的美騎5團，一定要守住最後的防線203-174高地，再加上人民軍攻擊兵力也幾乎耗盡，之後雙方便一直在203-174高地上又拉扯了近兩周。在此期間，據1950年9月19日被捕獲的第8步兵聯隊3大隊3中隊1小隊戰士洪性哲（홍성철，32歲，鹹鏡南道鹹興市）招供，包括他在內的3450多名補充兵，經十天訓練後於8月18日從鹹興啟程，最終於9月10日補入在前線的第3步兵師團。
9月13日，第3步兵師團拼湊起最後一點兵力發起反擊，但還是未能取得突破，美朝雙方分別控制著174高地的南北斜坡，以互扔手榴彈的方式迎來了九月攻勢的結束，此時美陸戰1師已經集結在仁川港外的海面上，準備實施旨在扭轉戰局的冒險登陸行動。而人民軍方面，由於短時間補入了大量僅受過3-5天訓練的新戰士，又由於補給受限每天只能提供一頓飯，不僅戰鬥能力大大降低，部隊裏各種問題也層出不窮，甚至還發生新戰士殺害分隊長、小隊長後逃亡的惡性事件。
9月16日，仁川登陸發起一天後，為配合在仁川的軍事行動，美韓軍也開始在釜山防禦圈從防禦轉向進攻。然而在大邱西北戰場，想要從一直被第3步兵師團壓制的狀態突然轉變過來，還是有點難度的，僅在當日一天的拉扯中，美騎1師又有200余名官兵因負傷被運下火線。為加強攻勢，次日美第5團戰鬥群被加強給美騎1師，並承擔了反攻303高地的艱巨任務，不過因為地形不熟，所以盡管有強大炮火的支援，一連攻擊兩天都沒有取得較大進展。
就在美第5團戰鬥群強攻303高地時，美騎5團依舊在203-174高地與第3步兵師團鏖戰，配屬給該團的美第70坦克營A連僅在17、18日兩天的作戰中，就被擊毀坦克9輛、推土機1輛。經偵查發現，威脅來自隱蔽在203高地南斜面工事裏的3輛人民軍T-34坦克，最後美軍以誘餌戰術將這3輛坦克引誘出來後才將其全部擊毀，並乘勝奪取了203高地。次日，在美騎7團2營的助戰下，美騎5團又一氣呵成收復了203-174高地後方的253-300高地，美朝雙方在當日的激戰中各傷亡200人以上。
到9月19日，仍堅守在303高地主峰上的第3步兵師團7聯隊官兵僅剩200余人，美第5團戰鬥群最後召喚12架野馬式戰鬥機投下大量凝固汽油彈，將高地主峰燒成一片火海，這200余名最後的人民軍官兵就這樣壯烈成仁了，其中還包括第7步兵聯隊長韓昌鳳中校。在奪取303高地的同時，美第5團戰鬥群又分出兩個營，於當日下午攻克了已經成為廢墟的倭館，計反坦克炮22門、迫擊炮10門，倭館的淪陷和303高地主峰的失守，標誌著第3步兵師團戰線的崩潰已進入倒計時。
9月20日，美騎1師完全奪取303高地，此時第3步兵師團主力也已絕大部份分批撤回洛東江西岸，此時全師團兵力仍有5000余人，但其中傷員卻有3000余人。美騎1師主力此時轉向多富洞方向，配合圍殲在該地作戰的人民軍第1、13師團，另抽出一部份兵力編成第777支隊，配合剛調來的美第24步兵師追擊第3步兵師團。第3步兵師團主力在金泉阻擊了美軍近兩天，為的是掩護3000傷員撤往大田，該師團殘部1800余人隨後經尚州-忠州-原州-春川北撤，成功避開了美軍的主追方向。
於1950年9月28日被捕獲的通訊大隊1中隊無線電小隊電報員金昌益（김창익，20歲，鹹鏡南道鹹興市人）少尉因為在發報工作中能長期接觸到師部機密電報，故也能對第3步兵師團在南下作戰的三個月所遭受的傷亡數碼有個大概了解，據他招供，第3步兵師團在三個月內累計負傷4500余人，陣亡4800余人，逃亡或被俘2700余人，如果加上成功撤退的1800余人，這幾個數碼累加起來的總兵力倒是與該師團初始兵力加上後來補充的人員數量所得到的數碼非常接近。
10月初，第3步兵師團余部繼續後撤至平壤，並補充了大量新入伍的戰士——其中包括很多只接受了幾天軍事訓練的高中生，以第9步兵聯隊為例，據1950年11月19日被捕獲的第9步兵聯隊1大隊1中隊戰士金在德（김재덕，16歲，鹹鏡南道永興郡人）招供，該聯隊在平壤恢復到1500余人規模，但裝備水平很差，他所在的第1大隊只裝備有5門迫擊炮、4挺輕機槍及3架重機槍，全大隊只有一半的戰士裝備有步槍。
10月15日，隨著前線戰局的進一步惡化，第3步兵師團主力向中朝邊境的江界進一步轉移，撤退前，一小部份精幹老戰士被留下來協助新編聯隊保衛平壤，每個聯隊另抽出一個中隊前往東線戰場遊擊——其中就包括金在德所在的第9步兵聯隊1大隊1中隊，這些獨立的遊擊部隊在東線的損耗率異常驚人，到11月上旬，由於不斷的傷亡和逃亡，金在德所在的那個中隊由150余人銳減到16人，他本人也於11月19日在長津湖戰場的古土裏被美陸戰5團捕獲。
而第3步兵師團主力在江界地區進行整補後，參與了第二、三次反攻戰役，跟隨誌願軍主力再次越過三八線，並於1951年1月4日與誌願軍一起再次漢城。第3步兵師團隨後馬不停蹄地繼續前進，一直推進到水原以北4公裏處，據1951年1月8日被捕獲第1遊擊中隊戰士洪性職（홍성직，17歲）招供，此時第3步兵師團三個步兵聯隊各僅剩900、500、600余人，可見這一路推進下來，新補充的戰士也逃亡不少。
此後美韓軍作戰記錄中不再有出現第3步兵師團的番號，雖然有資料稱在第四次戰役後期的人民軍第二次重組中，該師團被編入柳京洙指揮的人民軍第3軍團，但在第3軍團有限的幾次參加記錄中也並未再出現該師團番號，筆者這裏推測，大概是為了保住第3步兵師團雙城近衛師團的榮譽，便不再將其安排去一線戰場，萬一再打敗仗就是給榮譽歷史抹黑了。
最後來介紹下第3步兵師團幾位領導之後的發展：
師團長李永鎬，戰後曾任人民軍海軍司令、軍事委員會副主席、人民議會副委員長，1970年，李永鎬忽然被解除一切職務並宣布退休，最終於1978年去世，終年68歲。
師團文化副長安英，在戰後長期從事外交工作，曾在多國擔任大使，1970年因年紀大而退休，最終於1978年去世，終年75歲，他的妻子李英淑則直到2021年才去世。
師團參謀長張平山，後被提拔為第1軍團參謀長，並作為人民軍代表參加了歷時兩年的板門店談判，在世界各大媒體鏡頭前出盡了風頭。戰後，張平山升任人民軍副參謀總長、人民議會秘書長、第4軍團長，最後於1959年因被控參與政變而被捕，後不知所蹤。
第7步兵聯隊長金昌鳳，戰後曾任第5軍團長、總參謀長，曾在1958年人民軍建軍十周年之際獲得一級國旗獎章，最後於1969年因被控犯有軍閥主義作風問題而被解除一切職務，後不知所終。
第8步兵聯隊長金曾東，戰後曾任某師團長，31歲時就積勞成疾去世，1958年被追授共和國英雄稱號。
