1951年11月4日，志願軍第47軍抽調415、421兩個團的4個營，對美軍騎兵一師盤踞的正洞西山發起進攻。此時他們沒有想到，這場規模并不算大的戰鬥，日後會成為我軍軍事科學院授課的範例，因為這是我軍第一次出動炮兵、坦克和步兵協同作戰。
當志願軍也有坦克後，聯軍覺得仗快要打不下去了
第五次戰役之後，雙方戰線穩定在三八線附近，李奇微訓示新上任的第八集團軍司令範佛裡特，不管使用什麼手段，要最大限度的殺傷中國人，要讓他們知難而退。在随後的秋季攻勢中，範佛裡特除了“範佛裡特彈藥量”這個基本技能外，還多次使用了毒氣彈，但仍然收效甚微。
美聯社報道：（秋季）攻勢開始的前十天，聯軍每天隻能前進100公尺，每前進1公尺，要付出120人的代價。而到後來，敵人（志願軍）的防線基本上推不動了。美聯社的報導在國内引起了憤怒，範佛裡特被指責無能，在巨大的輿論壓力前，他不得不重新思考進攻的方向。
為對付美軍毒氣彈，志願軍戴上防毒面具作戰
而就在此時，志願軍卻搶先一步發起了進攻。随着蘇式武器的換裝，志願軍的火力得到了加強，他們開始有計劃的反擊美軍駐守的26個目标，第一個就是正洞西山。
正洞西山駐有美軍騎兵一師一個加強團，山上用鋼筋水泥構築了層層疊疊的工事。工事前又有多層鐵絲網，并密布地雷。如果想憑人力攻克這個目标，非付出慘重的代價不可。但此時的志願軍和一年前已經大不相同，早已不是“小米加步槍”了，他們有了兩個營的“喀秋莎”火箭炮。
志願軍在圍觀剛剛送到的喀秋莎火箭炮
據47軍141師宣傳幹事王天羿回憶，11月4日夜裡9時，兩個營一共18台發射車被部署到兩個陣地，首次作戰，儀式感很強。營長和教導員先後講話，最後營長指令：為了保衛新中國，向萬惡的美帝，開炮！
話音一落，火箭彈拖着長長的尾焰，帶着呼呼的聲響向敵人陣地飛去。兩個營将手裡的864枚火箭彈一口氣全砸了出去，打完之後迅速轉移。與此同時，早已集結完畢在前線等候坦克2團的10輛T-34和6輛IS-2坦克配合步兵向騎兵一師陣地發起了沖擊。
兩個營的喀秋莎一口氣發射了864枚火箭彈
在這猛烈的打擊下，騎兵一師被打得措手不及，敵人的防線很快被撕開了一個口子，一營僅用了40分鐘，就占領了3号和4号高地。但在進攻1号和2号陣地時受阻。志願軍的坦克無法靠前，一營隻能依靠60炮作為攻堅主力，直打到次日淩晨2時，才攻占1号和2号陣地。
攻占陣地後，志願軍留下2連搶修工事，天剛亮美軍飛機就過來掃射了，還沒有完工的工事被全部摧毀。緊接着騎兵一師組織部隊開始向頭山發起進攻。2連經曆了一場血戰。子彈打光了，就用刺刀和鐵鍬和敵人肉搏，刺刀和鐵鍬都斷了，就用石頭砸。打到下午4時，2連僅剩下8人，團長鄭波指令他們撤下來，陣地又被敵人占領。
在坦克和火箭炮的支援下，騎兵一師的防線很快被撕了個口子
當天夜裡，志願軍又重複了昨天的一幕，在火箭炮和坦克的掩護下，三營打了個漂亮的反擊，又一舉收複正洞西山。可能是被打怕了，這次敵人沒有大規模反撲，隻在天亮後派了十幾個人試探性的進攻了一下，直到11月10日，軍裡宣布正洞西山戰鬥結束。415、421兩個團撤回到原陣地，正洞西山陣地交由416團接防。
騎兵一師遇上志願軍算是倒了黴，交手多次沒赢一次。圖為第一次戰役中被俘的騎兵一師士兵
這是志願軍首次出動火箭、坦克配合步兵攻堅，是我軍正規化建設邁出的堅實的第一步。此役我軍共殲滅美軍騎兵一師2496人，繳獲火炮27門、各種槍支570支。戰法很快在志願軍裡推廣開來，到11月底，我軍共收複26個目标中的22個，全殲敵軍兩個營、13個連、5個排。打殘敵軍6個連，總共殲敵一萬餘人。敵人很快又被打回到談判桌上來了。