1950年10月19日晚，彭总率领第38、第39、第40、第42军和炮兵第1、第2、第8师以及一个高射炮团、两个工兵团，分别从安东、长甸河口（今上河口）和辑安等地，跨过鸭绿江。
当时，形势已经十分危急，在志愿军过鸭绿江的当天，敌军攻占了平壤，另一部13万人马兵分两路，向中朝边境大踏步前进，企图在1950年感恩节前结束战事。
出国与美军作战，这对志愿军来说是头一遭。以往我军都是与日军和国军作战，并没有跟世界第一强国——美国交过手，各级指战员都在思考：在朝鲜的山地，和拥有最现代化军事优势的敌人作战，敌人的战术特点如何？战斗力如何？在敌人强大的空军、炮兵和坦克联合打击下，在防御作战中我们如何才能守住阵地？在进攻中我们如何才能以小的代价，取得大的胜利？
很快，双方就有了交战的机会。
面对敌军冒进的势头，彭总调兵遣将，部署40军在两水洞、温井、龙头洞等地积极设伏，基本歼灭了韩军第六师团三个联队和第八师团一个联队。遭此打击，美韩联军纷纷分散向后收缩，战机就此出现。
当时，驻扎在39军正面云山地区的是韩军战斗力最强的部队——第一师，左右两翼均无敌军。而云山是一个约 2000户居民的小城镇，处于小盆地内，四面环山，丛林茂密，河流纵横，正是打歼灭战的好地方。
在完成对云山三面包围后，39军军长吴信泉、政委徐斌洲决心集中8个步兵团在2个炮兵团、1个高射炮兵团支援下攻占云山。具体部署是：第116师从正面实施主攻，117师两个团从左翼、115师两个团从右翼协助116师围攻云山，117师1个团插至上九洞断敌退路；115师一个团负责阻击美军第24师北援。攻击时间确定为11月1日19时30分。
之所以选116师担任主攻任务，是因为116师是39军乃至四野头号王牌师。早在东野时期，116师的前身2纵5师就以善于攻坚、善于运动而出名。靠山屯战斗，2纵5师改变野司战役部署，不仅歼灭71军守敌一个团，而且还为大部队重创71军创造了条件。辽沈战役主攻锦州，11小时挖壕沟7公里，在总攻时率先突破城垣，以伤亡4000人（牺牲300多人）的代价歼灭国军八千多人。
正巧，当天下午，骑一师八团进入云山，开始接替韩军第一师防务，在交接过程后，车辆、人员向后收缩，正在前线观察情况的116师师长汪洋在请示军长吴信泉后，果断下令提前于16：40分提前发起进攻，霎时间，小小的云山盆地立即被炮火所笼罩。
主攻的116师以两个团作为第一梯队、一个团作为第二梯队，采取宽正面、多点突破的战术，于23时30分突破要隘龙浦洞，突入云山城。第117师于17时30分向三巨里南朝鲜军第15团发起进攻，21时攻占三巨里，而后向云山进攻，将美军骑兵第1师第8团直属队及第3营740余人包围压缩在诸仁桥。
到第二天凌晨3时30分，第116师占领云山城，美军、韩军分散逃窜，战至2日早晨，云山及其附近地区的战斗基本结束。3日晚，115师第345团发起总攻，全歼被围于诸仁桥的美军，云山战斗胜利结束。
此战，我军歼灭骑八团大部和韩军第1师第15团大部，共计2894人，击落飞机3架、缴获4架，击毁和缴获坦克28辆、汽车176辆、各种炮119门，取得了首次与美军作战的胜利。
战后，116师不愧为王牌部队，师长汪洋没想着到处吹嘘美军战斗力低下，而是认真分析经验教训：这一战虽然战果不小，但我军并没有占太大便宜，估算116师正面歼敌1400人左右，但自身却伤亡1241人，敌我伤亡比差不多1：1。
原东野二纵五师攻坚义县、昌图、锦州、天津，依靠步炮协同和出色的近战突破战术，往往能以较小的伤亡实现较大的战果，像攻守双方伤亡如此接近的战斗，对116师来说还是头一次。
根据汪洋战后总结，美军和国军作战有三点不同。
1.国军在防御时喜欢依托既有工事设置若干据点进行重点防御，每个据点集中有大量的兵力兵器，且工事密集坚固。而美军则更倾向于宽正面的要点式防御，每个点兵力不多、工事简单、随到随守，但随意构筑的野战阵地不仅有异常强大的火力支援，而且还有非常迅速的兵力支援。
因此在对付国军时，我军一般采取集中兵力兵器，缩小正面，加大纵深的打法，才能克敌制胜。对付美军则不同，必须在宽大正面上加大第一梯队的力量，多点突破，对多个分散守点之敌形成局部优势，让美军无法相互支援，进而将其逐点包围歼灭。如果沿用打国军那种集中优势兵力重点突破的打法，将会遭到美军立体火力的重大杀伤。
2.进攻时，国军喜欢在炮火准备完成后一次动用所有坦克，掩护步兵全线进攻或重点进攻我军防御阵地。而美军进攻就狡猾得多，在陆地和天空火力支援下，以小分队跟随坦克实行轮番攻击，但不做强攻，专门探寻我方阵地弱点，并杀伤消耗我方阵地有生力量。没多久，美军空军和炮兵集中轰炸我方火力兵力稍弱的阵地，再出动数个小分队进行重点突破，步炮坦和空军协同程度十分强。
3.撤退时，国军往往人马混乱，很多时候就演变为溃败，1947年东北夏季攻势，我军就是趁增援怀德的71军撤退时将其两个师大部歼灭。辽沈战役，我军也是多路拦腰斩断撤退的廖耀湘兵团，三天就将其全歼。
而美军则强得多，以坦克分队在撤退的公路上展开，以火力和装甲组成防御，后面以摩托化步兵和炮兵阻击。我追击部队接近后，以坦炮阻击压制，以空军掩护。在白天的条件下，我军十分被动，等到黄昏时敌人早已撤远，而我军要追击，又得一夜的时间才能赶上。因此追击战时战果非常小，最好的结局就是能抓住敌人的尾巴痛打一顿，缴获美军遗弃的重武器。
