1952年7月，鄭維山接替回國養病的楊成武，出任志願軍第二十兵團代理司令員。在當年的秋季攻勢中，鄭維山指揮第二十兵團一路猛沖猛打，兩個月内殲敵一萬餘人，奪取陣地50多處，打出了二十兵團的軍威，毛主席對鄭維山給予了極高的評價，稱贊他的打法為“零敲牛皮糖”，務實有效。
然而，在鄭維山的心中卻始終裝着一塊大石頭，令他茶不思飯不想——聯合國軍隊占據着金城，像一個“楔子”一樣，突入我方陣地。“這個楔子不拔，仗不好打。”鄭維山決心吃掉這塊“楔子”。
1953年，志願軍司令部決定開展夏季攻勢，金城反擊戰的戰機終于出現了。
志願軍司令員彭德懷将夏季攻勢主要攻擊方向和任務，交給了二十兵團，并将新入朝的第十四、第二十一軍調歸二十兵團指揮，同時又從第九兵團抽調了炮兵第七師第二十團、總炮兵預備隊第二師第二十九團，同時配屬給二十兵團，統一由鄭維山指揮。
1953年5月，鄭維山組織召開了作戰會議，參加會議的除了二十兵團的各軍上司外，還有第三兵團司令員許世友、副政委杜義德以及李天佑、李成芳等人。
會上，鄭維山提出了一個大膽的作戰計劃：以6個軍的兵力攻擊883.7、949.2高地和十字架山，共計兩個團的聯合國軍隊，以3000人提前隐蔽到敵人前沿陣地，天黑後發起沖擊，得手後立即搶修工事，補充彈藥，防止敵人反撲。
會場裡鴉雀無聲，顯然，大家都對鄭維山的這個大膽的作戰計劃驚訝不已。
這一切都在鄭維山的意料之中。當時，聯合國軍隊武裝到了牙齒，裝備精良，擁有絕對的制空權，地面上坦克、大炮等重武器也占據着絕對的優勢。為此，志願軍總部規定了“攻擊目标不超過一個營為原則，最好每個軍一次攻殲一至兩個排到一至兩個連”的作戰原則。而鄭維山提出的同時攻擊敵兩個團的計劃，已大大超出了志願軍總部規定的範圍。
這時，第六十軍軍長張祖諒和第六十七軍軍長邱蔚站了起來，表示支援鄭維山的作戰方案，并分别就具體的作戰方法和措施作了簡要說明。
當然，也有人反對，因為，按照志願軍進階指揮人員輪換制的規定，此時，第二十兵團司令員的職務即将由楊勇擔任，政委改為王平，在會議召開之前，志願軍總部已經和鄭維山談過話了。
然而，鄭維山并沒有過多考慮，他覺得戰機稍縱即逝，機不可失失不再來。
恰在此時，志願軍政委、代司令員鄧華打來了電話，對鄭維山說：“我和彭總考慮了你們的作戰計劃，認為打883.7、949.2高地的條件不成熟。我們的意見是不要打,請你們考慮。”
鄭維山斬釘截鐵地回答道：“我決心已定，這一仗一定要打，錯了我負責，殺頭殺我的！”
第六十軍軍長張祖諒說：“我和你共同負責！”
鄭維山一拍桌子，說：“不要你負責，你隻管打你的，錯了，有一顆腦袋頂着就夠了！”
會議結束後，鄭維山将擔任突擊任務的基層幹部請到了兵團司令部，共同研究詳細的作戰方案。
6月9日，鄭維山來到前沿陣地，這裡與六十軍指揮所相距不到百米，與敵前沿陣地直線距離1.2萬米左右，預定的潛伏區和敵前沿陣地均一目了然。這是鄭維山的特點，每次大戰，他都會把自己的指揮位置放在前沿陣地。
晚7時，各潛伏部隊都相繼潛伏完畢，15個半步兵連、4個機炮連，約3500餘人，全部安全進入到指定位置。
翌日8點20分，随着鄭維山的一聲令下，第二十兵團的所有火炮一起開火，向着聯合國軍隊的前沿陣地傾瀉了上萬發炮彈，刹那間，地動山搖，震耳欲聾，敵人被炸得肢體橫飛。
第三兵團司令員許世友哈哈大笑說：“好！鄭司令員給咱上回鍋肉了！ ”
鄭維山笑着說：“等着吧，今天還有紅燒豬腳呢！”
随後，志願軍蘇制“喀秋沙”火箭營開始出擊，成千上萬條火龍齊齊飛向天空，敵人陣地頓時成了一片火海。
總攻開始了，第六十軍向敵人的陣地發起了猛攻。
一個小時後，第六十軍的戰報傳來，潛伏突擊隊僅用時70分鐘，就攻占了預定目标902.8、973和883.7高地，殲滅了聯合國軍二十七團、第二營、第三營和師部搜尋連。
此時，橫亘在第六十軍面前的是聯合國軍一軍團的4個師和美國的一個空軍聯隊，仍十分強大。
随後，聯合國軍隊在數架飛機、多門大口徑大炮的掩護下，對志願軍攻堅部隊展開了集團沖鋒，企圖奪回失去的陣地。然而，在頑強的志願軍面前，敵人沒占到任何便宜，連續多輪沖鋒均被打退。
在敵人連續沖鋒第六十軍陣地的同時，鄭維山及時指令右翼的第六十七軍立即向十字架山發起攻擊，減輕第六十軍的正面負擔。
頓時，十字架山槍炮聲大作，第六十七軍一鼓作氣，沖上了山頭，全殲敵第八師第二十一團大部。
與此同時，第二十兵團第二梯隊的兩個師分别從東西兩側同時加入了戰鬥，向美軍第五師占據的949.2高地和美軍第二十師第六十二團占據的1089.6陣地，同時發起猛烈攻擊。
15日零時，美軍第五師招架不住，丢棄了大量裝備，開始向南潰逃。
15日晚，鄭維山接到了志願軍總部和北韓人民軍聯合簽發的指令：“敵方已答應我方提出的全部條件，停戰談判全部達成協定，戰線将按照雙方現已占領的實際控制線重新劃定。簽署停戰協定在即。”
至此，曆時5天6夜的金城反擊戰第二階段宣告結束。
是役，第二十兵團先後攻占了金城以東及東南地區的949.2、973、902.8、883.7、1089.6、870、760、938高地和座首洞南山等9個據點，共擊斃、擊傷聯合國軍隊28382人，收複土地54平方公裡，有力地配合了停戰談判。
戰後，鄭維山受到了志願軍總部的嘉獎。
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