1951年11月4日，志愿军第47军抽调415、421两个团的4个营，对美军骑兵一师盘踞的正洞西山发起进攻。此时他们没有想到，这场规模并不算大的战斗，日后会成为我军军事科学院授课的范例，因为这是我军第一次出动炮兵、坦克和步兵协同作战。
当志愿军也有坦克后，联军觉得仗快要打不下去了
第五次战役之后，双方战线稳定在三八线附近，李奇微指示新上任的第八集团军司令范佛里特，不管使用什么手段，要最大限度的杀伤中国人，要让他们知难而退。在随后的秋季攻势中，范佛里特除了“范佛里特弹药量”这个基本技能外，还多次使用了毒气弹，但仍然收效甚微。
美联社报道：（秋季）攻势开始的前十天，联军每天只能前进100公尺，每前进1公尺，要付出120人的代价。而到后来，敌人（志愿军）的防线基本上推不动了。美联社的报导在国内引起了愤怒，范佛里特被指责无能，在巨大的舆论压力前，他不得不重新思考进攻的方向。
为对付美军毒气弹，志愿军戴上防毒面具作战
而就在此时，志愿军却抢先一步发起了进攻。随着苏式武器的换装，志愿军的火力得到了加强，他们开始有计划的反击美军驻守的26个目标，第一个就是正洞西山。
正洞西山驻有美军骑兵一师一个加强团，山上用钢筋水泥构筑了层层叠叠的工事。工事前又有多层铁丝网，并密布地雷。如果想凭人力攻克这个目标，非付出惨重的代价不可。但此时的志愿军和一年前已经大不相同，早已不是“小米加步枪”了，他们有了两个营的“喀秋莎”火箭炮。
志愿军在围观刚刚送到的喀秋莎火箭炮
据47军141师宣传干事王天羿回忆，11月4日夜里9时，两个营一共18台发射车被部署到两个阵地，首次作战，仪式感很强。营长和教导员先后讲话，最后营长命令：为了保卫新中国，向万恶的美帝，开炮！
话音一落，火箭弹拖着长长的尾焰，带着呼呼的声响向敌人阵地飞去。两个营将手里的864枚火箭弹一口气全砸了出去，打完之后迅速转移。与此同时，早已集结完毕在前线等候坦克2团的10辆T-34和6辆IS-2坦克配合步兵向骑兵一师阵地发起了冲击。
两个营的喀秋莎一口气发射了864枚火箭弹
在这猛烈的打击下，骑兵一师被打得措手不及，敌人的防线很快被撕开了一个口子，一营仅用了40分钟，就占领了3号和4号高地。但在进攻1号和2号阵地时受阻。志愿军的坦克无法靠前，一营只能依靠60炮作为攻坚主力，直打到次日凌晨2时，才攻占1号和2号阵地。
攻占阵地后，志愿军留下2连抢修工事，天刚亮美军飞机就过来扫射了，还没有完工的工事被全部摧毁。紧接着骑兵一师组织部队开始向头山发起进攻。2连经历了一场血战。子弹打光了，就用刺刀和铁锹和敌人肉搏，刺刀和铁锹都断了，就用石头砸。打到下午4时，2连仅剩下8人，团长郑波命令他们撤下来，阵地又被敌人占领。
在坦克和火箭炮的支援下，骑兵一师的防线很快被撕了个口子
当天夜里，志愿军又重复了昨天的一幕，在火箭炮和坦克的掩护下，三营打了个漂亮的反击，又一举收复正洞西山。可能是被打怕了，这次敌人没有大规模反扑，只在天亮后派了十几个人试探性的进攻了一下，直到11月10日，军里宣布正洞西山战斗结束。415、421两个团撤回到原阵地，正洞西山阵地交由416团接防。
骑兵一师遇上志愿军算是倒了霉，交手多次没赢一次。图为第一次战役中被俘的骑兵一师士兵
这是志愿军首次出动火箭、坦克配合步兵攻坚，是我军正规化建设迈出的坚实的第一步。此役我军共歼灭美军骑兵一师2496人，缴获火炮27门、各种枪支570支。战法很快在志愿军里推广开来，到11月底，我军共收复26个目标中的22个，全歼敌军两个营、13个连、5个排。打残敌军6个连，总共歼敌一万余人。敌人很快又被打回到谈判桌上来了。