1952年10月14日凌晨，美7师与韩2师共4万人，动用了320多门重炮、30架飞机、127辆坦克，对驻防在朝鲜金化地区志愿军15军阵地展开突然进攻。前所未有的火力密度，平均每秒就有6发炮弹落在志愿军阵地上，炮火几乎照亮整个朝鲜半岛的夜空。
美韩联军这次的攻势蓄谋已久，7个营兵分6路对志愿军五圣山前沿高地发起猛攻，另有四个营进攻西方山和芝村方向。15军宽约30公里的正面防线上，几乎都受到了美军的攻击。
同一时间，位于道德洞的15军军部内，10几部电台接发电报的声音甚至盖过了不远处的炮火声。志愿军司令部、左右相邻的38军和12军都在发电询问战场态势。美军攻势非常猛烈，其各路佯攻和牵制部队的迷惑进攻，在很大程度上干扰了15军军长秦基伟的判断。秦基伟虽认为美韩联军的主攻方向应该是西方山，而不是地势险峻的五圣山。但多年的战争经验，又让秦基伟产生了犹豫，美军如此大的动作，背后未必没有其他手段。
在前沿阵地鏖战几个小时后，秦基伟终于等到了他最想知道的消息。“上甘岭！上甘岭！”电话那头的45师师长崔建功不断地大声重复，以便让自己的声音在巨大的炮火声中显得清晰一些。“美韩军主力对我上甘岭左右597.9和537.7两个高地发起猛攻。”
在打了几个小时的“糊涂仗”后，秦基伟终于看清了美军的真实意图，那就是志愿军中部战线的咽喉五圣山。而上甘岭作为五圣山的前沿门户，战略位置非常重要，关乎全局。而此时的坚守上甘岭的志愿军45师处境非常不利，面对10倍于己的美军轮番进攻，上甘岭的阵地已经丢失了一半。
更为艰难的，是这次美军的炮火投入非常之大。连续几个小时的炮火和空军凝固汽油弹的压制，让上甘岭几乎成为了一片火海，很多战士甚至被活活震死。45师师长崔建功，这位从平型关战役中走出来的老将，在电话里给秦基伟立下了军令状“剩下一个连，我当连长，剩下一个班，我当班长，我牺牲了，副师长替我。”
45师血战几天，伤亡较大，但为了守住阵地。崔建功大胆让战士们发起反冲锋，夺回阵地，全师15个连全部投入战斗。很多阵地反复易手，每一次交锋都是一场血与火的拼杀，鲜血染红了整个上甘岭。当时进攻的美军非常困惑，在如此猛烈的炮火覆盖下，志愿军战士的战斗力为何还如此强劲？
直到韩2师的情报参谋亲自带着一队侦察兵前往前沿，才发现志愿军修建了大量的坑道，以此防御炮火的攻击。此时的志愿军的阵地防守，并不是只是靠着战士的力量，还有非常完善的工事防御建设，这也是这支部队真正可怕的地方。
7天7夜，坐镇指挥的秦基伟几乎没有睡上一分钟，不断指挥部队支援上甘岭，同时让45师展开反击。10月31日，在志愿军收复大量丢失阵地后，美军再次在空军和炮火的支援下对597．9高地进行反扑。
黄昏时分，在美军发起最后一次集团冲锋时，一架美军F－51强击机因低空支援步兵进攻，被志愿军低空火炮击中，在空中爆炸。飞机残骸携带这大量的火团和金属碎片砸向冲锋的美军，吓得美军士兵抱头鼠窜，志愿军战士趁机发起反冲锋，大获全胜。见此场面，秦基伟曾大笑言道“美军见识少，胆识也差。人倒霉了喝口凉水也塞牙，仗打顺了地炮也能打飞机。”
上甘岭战役共历时43天，双方在面积仅有3.7平方公里的两个高地上进行最激烈的攻防战斗。志愿军的阵地山头被炮火削低了2米，共打退美韩联军900多次冲锋，取得了最后的胜利，打出了赫赫国威和军威，也向世界宣告，这是一支不可能被战胜的军队。