1950年8月9日凌晨三点，第3步兵师团先头部队第7步兵联队，在夜幕的掩护下，开始在倭馆南侧的老村渡口徒涉洛东江，由于这一地段水域最大深度1.5米，渡河的人民军官兵把衣物和武器弹药顶在头上，以游走的方式徒涉过河。由于老村渡口对岸靠山又不易于扩大阵地，所以美军对这一地段完全没有防备，待对面的美骑兵第5团发现敌情时，第7步兵联队官兵已大部分完成渡江，并迅速集结起来，夺取了渡口旁又被称为268高地的锦舞峰。
虽说在老村渡河的第7步兵联队真正做到了攻其不备出其不意，但令人费解的是，作为师团主力的第8、9步兵联队却在30分钟后才开始在另一个渡口新基偷渡，而此时美骑兵第1师各营已经完全做好了战斗准备。于是偷渡中的第8、9步兵联队很快被美军抓住，在照明弹的照射下，美骑1师炮兵与坦克火力一股脑倾泻到暴露无遗的人民军官兵身上，这次偷渡自然以失败而告终，据俘虏招供在这次一边倒的大屠杀中，第3步兵师团的这两个联队损失了一半多的兵力。
美骑1师师长盖伊将军在天亮后得此情报，便下令动用预备队骑7团1营向锦舞峰实施反击，并出动5辆M-24坦克进行增援，不过在人民军的顽强抵抗和高达38度1酷暑天气的干扰下，9日白天的反击未能取得进展。次日，美军加强对锦舞峰的火力覆盖，但人民军的抵抗烈度依旧没有降低，不仅如此，当盖伊将军带着他的师部亲临一线查看战况时，遭到渗透敌后的第3步兵师团侦察队的迫击炮炮击，盖伊将军的副师长、参谋长和情报官等部下都在炮击中负了伤。
盖伊将军于是心生一计，命令坦克部队直接开到洛东江边，从锦舞峰后方向山上开炮，在山上坚守的人民军受到前后攻击，终于开始顶不住了。到8月10日下午四点，美军终于攻上锦舞峰，参与人民军官兵撤退到小龙洞村，又遭到美军炮火集中覆盖，伤亡很大。事后据俘虏招供，9日凌晨成功渡过洛东江的第7步兵联队官兵共有1000余人，其中700余人在两天的争夺战中损失掉了，剩下的几百人分散遁入山中或是从水中潜回了西岸。
倭馆偷渡战，对于之前一个月一路高歌挺进的第3步兵师团来说，无疑是一次大败仗，仅两天的功夫，全师团就伤亡过半，据俘虏透露，到8月12日，该师团仅剩官兵2500余人。而第3步兵师团在这一地段偷渡的失利，也导致原本作为该师团后续部队的第10师团转移到更南边的龙浦、玄风地区进行偷渡，笔者已经在第10师团战史一文中介绍过相关情况，这里就不再做过多复述。
8月13日夜，正当第10师团的两个步兵联队在龙浦渡口再次遭遇新基偷渡战的毁灭式打击时，为了配合该师团的行动，第3步兵师团又拼凑出一个联队的兵力，在倭馆以北9公里处的水岩山地区偷渡，这次师团长李永镐吸取之前半渡遭毁灭的教训，动用工兵部队事先在这一地段修筑了一条水下输送桥，使得约1000余人的偷渡部队及两辆T-34坦克很快渡过洛东江，并在次日上午攻上江对岸的303高地，这是个可以俯瞰倭馆市区及其周边公路网的战略性高地。
到15日晨，第3步兵师团已经包围了原驻高地上的美军一个步兵连及一个迫击炮排，眼看美第5骑兵团的解围作战没有成功，又得到错误情报说，人民军还在洛东江西岸集结了四个师的优势兵力，美第八集团军司令部忽然突发奇想，决定集中包括B-29重型轰炸机在内的98架轰炸机对西岸人民军可能的集结地进行地毯式轰炸。然而事实证明此次轰炸收效甚微，因为第3步兵师团只在西岸留下了少数预警部队，事后人民军甚至在出版物中公开调侃道，这次轰炸只炸死两只老母鸡。
虽然盖伊师长请求再对东岸实施一次轰炸，但由于担心轰炸会误伤近在咫尺的美军，故这次地毯式轰炸仅实施了一次就被叫停。在轰炸实施的当天晚上，303高地上被第3步兵师团包围的美军一个步兵连成功突围，但有40多名美军士兵却已完全丧失战斗意志，甘愿留下来充当人民军的俘虏。事后这40多名被俘美军在人民军撤退时全部被枪杀，其中包括失联迫击炮排的26名官兵，据悉人民军处决俘虏的原因大致是因为无法在火线上及时转移掉这些人，而非受上级指使。
8月17日，美骑5团2营在第70坦克营A连的支援下，再次对303高地发起反扑，并于下午四点终于夺取高地制高点，尽管如此，第3步兵师团残余官兵也依旧抵抗激烈，第70坦克营A连的两辆M-26巴顿式坦克在次日人民军的一次反突击中被人民军官兵使用反坦克炮击毁，乘员全部被枪杀。8月20日，麦克阿瑟将军命令飞机向水岩山地区洒下传单，内容为谴责人民军对40多名美军战俘的处理结果，人民军方面对此也比较头疼，不得不下发文件严禁官兵们擅自处决俘虏。
此后第3步兵师团与美骑1师在大邱西北战线一直处于对峙状态，美骑7团曾以一个营的兵力向水岩山发起突击，但受地形限制，突击没有成功。对峙期间，已经近两个月没得到任何兵力补充的第3步兵师团也开始不得不补充兵力，据1950年9月5日被捕获的第8步兵联队2大队4中队3小队司机金钟圣（김종성，25岁，汉城东大门区人）招供，7月初，包括他在内的1300余人在汉城被征召入伍，并于8月18日被分散编入第3步兵师团各联队，一同编入的还有来自平壤的300余名补充兵。
8月底，由于在大邱北作战的第13师团19联队作战主任金成俊少校的投降，使得美军获得了人民军第2军团将在9月初发动的第五次战役的具体计划和时间表，其中规定由第1、3、13步兵师团及第105装甲师团组成第3攻击集团，分别从北方和西北方向进攻韩国政府战时临时首都大邱，而在西北方向作战的正是第3步兵师团。
9月2日夜，金少校预告中的大邱战役终于打响，第3步兵师团除集中主力向303高地再次进攻外，还分出一部分兵力突入原本计划再次攻打水岩山的美骑7团后方的464高地，而美骑7团则不顾后方遭到威胁，又将该团3营调来攻打水岩山，结果依旧被人民军阻击在山下，如此混乱的战局使美朝双方战线呈犬牙交错之势，根本找不到一条完整的战线，双方的战术特点都是你打你的，我打我的，连美国人都吐槽说：「谁包围谁？认为有指望的人是愚蠢的。」
双方一直混战到9月5日，一直在进攻水柱山的美骑7团首先顶不住了，其战线有呈崩溃的趋势，加上美骑8团也反击架山失利，美骑1师师长盖伊将军和美第八集团军司令部认为该到了撤出大邱的时候了，而他也确实这么下了命令，但冲在最前面的美骑7团2营却一时没能撤下来，直到两天后才突出重围。9月6日，第3步兵师团攻击部队趁热打铁，对303高地发起三次猛攻，驻守高地的美骑5团在坚持抵抗了1天后就败下阵来，由于已经没有预备队，该团随后又丢失了357高地。
此时第3步兵师团距离大邱市区仅剩15公里，盖伊将军严令刚吃了败仗的美骑5团，一定要守住最后的防线203-174高地，再加上人民军攻击兵力也几乎耗尽，之后双方便一直在203-174高地上又拉扯了近两周。在此期间，据1950年9月19日被捕获的第8步兵联队3大队3中队1小队战士洪性哲（홍성철，32岁，咸镜南道咸兴市）招供，包括他在内的3450多名补充兵，经十天训练后于8月18日从咸兴启程，最终于9月10日补入在前线的第3步兵师团。
9月13日，第3步兵师团拼凑起最后一点兵力发起反击，但还是未能取得突破，美朝双方分别控制着174高地的南北斜坡，以互扔手榴弹的方式迎来了九月攻势的结束，此时美陆战1师已经集结在仁川港外的海面上，准备实施旨在扭转战局的冒险登陆行动。而人民军方面，由于短时间补入了大量仅受过3-5天训练的新战士，又由于补给受限每天只能提供一顿饭，不仅战斗能力大大降低，部队里各种问题也层出不穷，甚至还发生新战士杀害分队长、小队长后逃亡的恶性事件。
9月16日，仁川登陆发起一天后，为配合在仁川的军事行动，美韩军也开始在釜山防御圈从防御转向进攻。然而在大邱西北战场，想要从一直被第3步兵师团压制的状态突然转变过来，还是有点难度的，仅在当日一天的拉扯中，美骑1师又有200余名官兵因负伤被运下火线。为加强攻势，次日美第5团战斗群被加强给美骑1师，并承担了反攻303高地的艰巨任务，不过因为地形不熟，所以尽管有强大炮火的支援，一连攻击两天都没有取得较大进展。
就在美第5团战斗群强攻303高地时，美骑5团依旧在203-174高地与第3步兵师团鏖战，配属给该团的美第70坦克营A连仅在17、18日两天的作战中，就被击毁坦克9辆、推土机1辆。经侦查发现，威胁来自隐蔽在203高地南斜面工事里的3辆人民军T-34坦克，最后美军以诱饵战术将这3辆坦克引诱出来后才将其全部击毁，并乘胜夺取了203高地。次日，在美骑7团2营的助战下，美骑5团又一气呵成收复了203-174高地后方的253-300高地，美朝双方在当日的激战中各伤亡200人以上。
到9月19日，仍坚守在303高地主峰上的第3步兵师团7联队官兵仅剩200余人，美第5团战斗群最后召唤12架野马式战斗机投下大量凝固汽油弹，将高地主峰烧成一片火海，这200余名最后的人民军官兵就这样壮烈成仁了，其中还包括第7步兵联队长韩昌凤中校。在夺取303高地的同时，美第5团战斗群又分出两个营，于当日下午攻克了已经成为废墟的倭馆，计反坦克炮22门、迫击炮10门，倭馆的沦陷和303高地主峰的失守，标志着第3步兵师团战线的崩溃已进入倒计时。
9月20日，美骑1师完全夺取303高地，此时第3步兵师团主力也已绝大部分分批撤回洛东江西岸，此时全师团兵力仍有5000余人，但其中伤员却有3000余人。美骑1师主力此时转向多富洞方向，配合围歼在该地作战的人民军第1、13师团，另抽出一部分兵力编成第777支队，配合刚调来的美第24步兵师追击第3步兵师团。第3步兵师团主力在金泉阻击了美军近两天，为的是掩护3000伤员撤往大田，该师团残部1800余人随后经尚州-忠州-原州-春川北撤，成功避开了美军的主追方向。
于1950年9月28日被捕获的通讯大队1中队无线电小队电报员金昌益（김창익，20岁，咸镜南道咸兴市人）少尉因为在发报工作中能长期接触到师部机密电报，故也能对第3步兵师团在南下作战的三个月所遭受的伤亡数字有个大概了解，据他招供，第3步兵师团在三个月内累计负伤4500余人，阵亡4800余人，逃亡或被俘2700余人，如果加上成功撤退的1800余人，这几个数字累加起来的总兵力倒是与该师团初始兵力加上后来补充的人员数量所得到的数字非常接近。
10月初，第3步兵师团余部继续后撤至平壤，并补充了大量新入伍的战士——其中包括很多只接受了几天军事训练的高中生，以第9步兵联队为例，据1950年11月19日被捕获的第9步兵联队1大队1中队战士金在德（김재덕，16岁，咸镜南道永兴郡人）招供，该联队在平壤恢复到1500余人规模，但装备水平很差，他所在的第1大队只装备有5门迫击炮、4挺轻机枪及3架重机枪，全大队只有一半的战士装备有步枪。
10月15日，随着前线战局的进一步恶化，第3步兵师团主力向中朝边境的江界进一步转移，撤退前，一小部分精干老战士被留下来协助新编联队保卫平壤，每个联队另抽出一个中队前往东线战场游击——其中就包括金在德所在的第9步兵联队1大队1中队，这些独立的游击部队在东线的损耗率异常惊人，到11月上旬，由于不断的伤亡和逃亡，金在德所在的那个中队由150余人锐减到16人，他本人也于11月19日在长津湖战场的古土里被美陆战5团捕获。
而第3步兵师团主力在江界地区进行整补后，参与了第二、三次反攻战役，跟随志愿军主力再次越过三八线，并于1951年1月4日与志愿军一起再次汉城。第3步兵师团随后马不停蹄地继续前进，一直推进到水原以北4公里处，据1951年1月8日被捕获第1游击中队战士洪性职（홍성직，17岁）招供，此时第3步兵师团三个步兵联队各仅剩900、500、600余人，可见这一路推进下来，新补充的战士也逃亡不少。
此后美韩军作战记录中不再有出现第3步兵师团的番号，虽然有资料称在第四次战役后期的人民军第二次重组中，该师团被编入柳京洙指挥的人民军第3军团，但在第3军团有限的几次参加记录中也并未再出现该师团番号，笔者这里推测，大概是为了保住第3步兵师团双城近卫师团的荣誉，便不再将其安排去一线战场，万一再打败仗就是给荣誉历史抹黑了。
最后来介绍下第3步兵师团几位领导之后的发展：
师团长李永镐，战后曾任人民军海军司令、军事委员会副主席、人民议会副委员长，1970年，李永镐忽然被解除一切职务并宣布退休，最终于1978年去世，终年68岁。
师团文化副长安英，在战后长期从事外交工作，曾在多国担任大使，1970年因年纪大而退休，最终于1978年去世，终年75岁，他的妻子李英淑则直到2021年才去世。
师团参谋长张平山，后被提拔为第1军团参谋长，并作为人民军代表参加了历时两年的板门店谈判，在世界各大媒体镜头前出尽了风头。战后，张平山升任人民军副参谋总长、人民议会秘书长、第4军团长，最后于1959年因被控参与政变而被捕，后不知所踪。
第7步兵联队长金昌凤，战后曾任第5军团长、总参谋长，曾在1958年人民军建军十周年之际获得一级国旗奖章，最后于1969年因被控犯有军阀主义作风问题而被解除一切职务，后不知所终。
第8步兵联队长金曾东，战后曾任某师团长，31岁时就积劳成疾去世，1958年被追授共和国英雄称号。
