第15軍的成名戰是上甘嶺，把美軍預計投入兩個營，傷亡200人便可攻占的兩個連級陣地，變成美韓軍的血肉磨坊，損失的兵力超過他們預計的百倍。
15軍是一支年輕的隊伍，最早的番号是中原野戰軍第9縱隊，解放戰争時期才由地方部隊更新而來，隸屬于陳赓的第4兵團。15軍是兵團裡的小弟弟，資曆和戰功都比不上13軍和14軍，經常擔負一些次要任務。
由于13軍和14軍負責雲南方向的國防任務，15軍又一次變成預備隊。軍長秦基偉主動請纓，報名參加抗美援朝戰争。1951年3月入朝時，15軍下轄44、45和29師，其中29師屬于10軍序列，由于43師抽不出來，便從10軍抽調了29師給15軍。
第五次戰役開始後，15軍與20軍、60軍一起在東線作戰，一直打到三八線以南。不過，美軍此時已經摸透了志願軍的長處和短處，等志願軍彈藥和糧食耗盡後，便展開了大規模反攻。
這次戰役志願軍投入了11個軍，加上人民軍的1個軍團，總兵力達到空前的60萬人。但是，敵人并不與志願軍硬拼，而是節節抗擊，不斷拉長志願軍的補給線，坐等志願軍彈盡糧絕。
戰役的實際程序證明，以徒步為主要機動方式，補給物資靠戰士自己攜帶的志願軍，很難在運動戰中抓住敵人主力，看上去奪取了大片土地，實際戰果卻不大。
現在有些人認為志願軍是靠人多才打了勝仗，可那又如何解釋抗戰期間，每次會戰時的國民黨軍隊總是數倍于日軍，結果都是日軍獲勝，而日軍的機械化水準和火力強度遠遠比不上北韓戰場上的美軍。
更何況，志願軍雖然表面上占有兵力優勢，但在火力上仍處于很大的劣勢，15軍的火炮數量不及美韓軍的一個師，彈藥也少得可憐，主要還是靠步兵手裡的家夥。
趁着志願軍開始轉移，聯合國軍發起了兇猛的反撲。從戰鬥本身來看，美軍這一次打得很漂亮，充分發揮出空軍和機械化方面的優勢，以坦克特遣隊為尖刀，插向志願軍的後方要點。
這本來是志願軍的強項，例如第二次戰役時38軍穿插三所裡，現在美軍學會了這招。38軍奔襲145華裡用了14個小時，這一點路程美軍特遣隊隻要兩個小時就可完成，美軍穿插的效率其實比志願軍高得多。
是以，這個仗變得非常難打，很多志願軍的部隊經常在轉移過程中，會突然發現美軍已經出現在了後方。按照二戰歐洲戰場的水準，法軍和蘇軍在這種情況下都很有可能會崩潰，但志願軍沒有。
為了給全軍争取轉移和重新布防的時間，63軍在鐵原、20軍華川都堅守了十多天，15軍也同樣沒有閑着，在芝浦裡阻擊敵人整整十天，徹底打消了敵人繼續進攻的念頭。
芝浦裡位于鐵原的東面，聯合國軍在鐵原受阻，便企圖在其他地方打開戰役缺口，繼續突入志願軍縱深，擷取更大戰果。由于敵人的機械化程度高，很快就将後方各師調到前線，希望能找到志願軍防線上的薄弱點，這一回他們看中了芝浦裡。
15軍和其他部隊一樣，經過兩個多月的連續行軍和作戰，減員達到三分之一，物資損耗也沒有得到補充，戰鬥力明顯下降。15軍當時已經走到芝浦裡以北，他們連續行軍數日，人困馬乏，急需休整。
但是接到司令部的指令後，秦基偉馬上指令部隊掉頭，打足精神盡快占領陣地，準備迎接新的惡戰。秦基偉布置了三道防線，由29師和45師防守前兩道陣地，資格較老的44師擔任預備隊，在三線陣地随時準備增援。
5月28日淩晨，45師134團首先趕到芝浦裡以東的一線陣地，搶在敵人車輪子的前面。戰士們不顧行軍的疲勞，抓緊搶修工事，134團的争分奪秒為自己赢得的一天一夜的時間，敵人的先頭部隊要到29日下午才到達。
正因為搶到了這一天一夜，才使134團有了相對堅固的工事。15軍能夠完成阻擊任務，很大程度上要歸功于有時間修築工事。是以說慈不掌兵，把士兵們的體能和精神壓榨到極限，有時才是對他們的愛護。
面對美軍的轟炸和炮火，沒有工事作為依托，幾顆重磅炸彈下來，一個連上百号人轉眼就炸沒了，陣地一個小時也守不住。哪怕不吃不喝不睡覺，也要挖工事。
5月29日下午，敵人先頭的一個連趕到了，敵人的步兵當然也是坐卡車的，沿公路推進的速度很快。134團2營一個突襲，便把敵人打退了。
30日拂曉，守衛最前沿樸達峰西側無名高地的134團1連，發現敵人1個營，加強了1個連14輛坦克，向自己開過來。1連等到車隊接近到100米才開火，打了敵人一個措手不及。
志願軍這時已經換裝蘇式裝備，有了威力很大的反坦克手雷，不再像長津湖戰鬥時那樣對坦克束手無策。但是，反坦克手雷的投擲距離隻有十幾米，同樣需要戰士們舍生忘死地逼近坦克才能奏效，志願軍為此犧牲了很多反坦克手。
即使如此，志願軍戰士仍然搶着要反坦克手雷，畢竟有了與敵人坦克較量的手段。1連戰士前仆後繼地打掉領頭的坦克，使敵人的車隊無法前進。美軍呼叫空軍和大炮支援，對1連陣地發起猛攻。戰鬥打了兩天兩夜，1連犧牲大半才撤出陣地。
從6月1日起，美軍不停頓地向45師和29師進攻，整個芝浦裡地區都籠罩在密集的轟炸和炮火之中。僅一個上午，134團7連便打退敵人數次進攻，自身也損失很大。
副指導員劉漢身負重傷仍不肯離開陣地，和衛生員一起用手榴彈打退敵人兩次進攻，兩人全部壯烈犧牲。敵人趁機占領7連的大部分陣地，可沒等他們站穩腳跟，9連的反擊部隊便把他們趕了下去，陣地再次控制在志願軍手裡。
炮班傷亡殆盡後，60炮手劉興文主動協助機槍手趙金平，兩人操縱重機槍消滅遠處的敵人，等敵人摸上來後，兩人又用爆破筒和手榴彈将他們打退。
134團把所有能戰鬥的人都組織起來，充實到一線連隊，反複與敵人争奪。8連反擊過程中，柴雲振把班裡剩下的5個人分成兩個小組，交替掩護，連續攻占3個山頭，殲敵200多名。他還擊斃了敵人的一名營長，戰後柴雲振榮立特等功。
6月3日上午，當面美軍失去了戰鬥力，由第25師接替，從中午開始發起新一輪進攻。134團一直堅守到當天夜晚，阻擊敵人六天六夜，圓滿完成了上級交給的任務。15軍讓傷亡過大的134團撤入二線陣地，由其他部隊接替。
樸達峰控制着金化至都坪的公路，是由南向北的必經之路。45師堅守着樸達峰，美軍眼睜睜看着時間一天天過去，自己卻一步也不能北進，隻能不斷加大轟炸和炮擊的力量，想砸碎15軍的防禦。
作為預備隊的44師在二線陣地打得更是頑強，陣地有失必反，使美軍每前進一步都要付出很大代價，戰線呈膠着狀态。李奇微指令美軍25師盡快突破防線，抓住最後的戰機，可25師拼了命也做不到。
29師在角屹峰同樣頂住了美軍的進攻，各連像釘子一樣牢牢地釘在陣地上，做到了與陣地共存亡。有的陣地上隻剩下十幾、二十多人，依然讓美軍望而卻步。聯合國軍司令部見打不開局面，指令第3師和加拿大旅投入戰鬥。
135團4連堅守陣地數天，剩下的6名戰士不但在白天打退敵人15次進攻，晚上還組織夜襲，巧布地雷陣，破壞敵人的進攻。這6名戰士在無一傷亡的條件下，殲敵200多名。戰後，他們榮立集體二等功。
6月7日的夜晚終于降臨了，美軍停止攻擊撤回營地。15軍在芝浦裡一線已經堅守十天，完成了司令部的阻擊任務。15軍以傷亡1200多人的代價，殲敵5700人，還擊落4架敵機，擊毀13輛坦克。
芝浦裡阻擊戰可以說是一系列阻擊戰的收尾，在這十天裡，其他幾個軍在芝浦裡以北建立起牢固的防線，各路志願軍都安全轉移至預定地區。彭德懷激動地向15軍發報：
“秦基偉，我十分感謝你們！彭德懷。”
對于李奇微來說，殲滅志願軍大部隊的戰機已經徹底失去，隻好無奈地指令各師停止進攻，繼續戰鬥下去是毫無意義的，隻好浪費美國人的生命。
北韓半島中部持續數個月的戰火終于平息下來，第五次戰役至此結束，志願軍和聯合國軍都意識到，這場戰争不可能很快結束，必然會長期化。
相比鐵原和華川阻擊戰，15軍的芝浦裡阻擊戰鮮有人知，但經此一戰，15軍積累起豐富的阻擊戰經驗，部隊也得到血與火的考驗，為上甘嶺戰役的勝利打好了基礎。