抗美援朝战争打响之后，志愿军和美国军队经历了几次大规模的战斗，双方对彼此的战略战术都有了一定的了解。志愿军后勤补给方面存在的困难也被美军掌握，联合国军总司令李奇微根据志愿军的作战特点，得知志愿军的粮食弹药补给只够维持七天的时间，于是在第五次战役后期的时候，联合国军的美英军主力组织了大量以坦克，装甲车为主的先遣队，在飞机的掩护下，对志愿军发动反攻，同时命令空军大规模轰炸志愿军后方基地，给志愿军各部队造成了很大的伤亡。
志愿军当时在撤退的时候，由于美英军的装甲部队行动迅速，发生了严重的混乱，志愿军60军180师几乎全军覆没。最后彭德怀和李奇微都把目光盯在了一个非常重要的地方，那就是铁原。铁原地区铁路纵横，是通往三八线最便捷的交通枢纽，也是通往志愿军的后勤补给基地，志愿军的物资和后方机关，当时也正在从这里后撤，前线陆续退下来的部队，也都纷纷向铁原地区靠拢，他们需要在这里获得补给，然后建立一条新的战略性防线。
更重要的是，如果我们观察铁原地区的卫星地图，就会发现，铁原紧邻三八线，地形以山区和丘陵为主，往北则是一马平川，这里也正是最适合联合国军机械化部队行动的地区，如果被敌人抢先占领铁原，那到了平原地带，志愿军的两条腿不可能跑的过美军的汽车轮子，联合国军会利用他们绝对优势的飞机大炮对志愿军进行合围追击，那时候会造成不可想象的后果。
1951年5月27日，美第八集团军司令范弗里特率领美骑1师、美25师、英28旅、英29旅五万多人在飞机坦克的掩护下逼近铁原20公里处，范弗里特指挥部队快速推进，就是为了拿下铁原，断我志愿军将士回撤的退路。在后撤大军命悬一线的时候，彭德怀下令19兵团63军守住铁原，63军接到命令后立刻开赴铁原。
1951年5月30日凌晨时分，美军第八集团军司令范弗里特在一个小时内，向铁原志愿军的阵地上倾泄了多达4000多吨的炮弹。美军最开始打的是地形险要的187师阵地，但是在看到地势过于险要后，转而对蔡长元率领的189师阵地发动猛烈的进攻。此战中，蔡长元一改往日集中优势兵力的特点，将副师级干部派到下面各团中，将副团级干部派到各营中，还将全师化为200个多单位，分散到战场的各个地方，让范弗里特的大炮找不到重点的方向轰炸。
蔡长元的做法让美军的火力优势大大减轻，美军不得不凭借优势兵力和猛烈的炮火，陷入耗时耗力的"拔钉子"的战斗中。双方激战三天三夜，189师由于伤亡惨重，不得不撤下阵地，188师接替了189师的阵地。张英辉的188师6月3日接替189师进入阵地，他发现铁原城有原韩军留下的许多战壕和防炮洞，于是他命令部队把所有的战壕全部挖通，改造成了纵横交错的堑壕防御网，美军的坦克装甲车在这些堑壕中损失惨重，先后有100多辆美军的坦克装甲车被志愿军击毁，张英辉还组织大量的狙击手，对美军重要目标和军官展开射杀，也取得了不错的战果。
等到187师接替阵地的时候，阵地被打的就剩下了一小块，防御工事也被炸得千疮百孔。187师师长徐信知道无论如何也守不住了，但是这位胆大的师长做出了让军长傅崇碧都十分吃惊的决定，那就是对美军进行反击。在前一阵的战斗中，63军有一个炮兵团和一个火箭炮营一直没有用，一是怕被美军空袭，不敢用，二是因为弹药量太少，傅崇碧为了支持徐信的行动，把炮兵力量全部拉了出来。
由于63军在和美军作战的过程中没有用过炮兵，所以美军以为63军没有炮兵，也就没有做防炮准备。63军的炮兵在凌晨两点，对美军阵地展开了猛烈的炮击，一口气把所有炮弹都打出去了，引爆的美军弹药库比志愿军的炮火还要猛烈。志愿军的步兵还没等炮火准备结束，就冲出了阵地，美军一口气后退了30多里，很多美军连衣服都没穿好就赶紧跑，吓得三天都没有反应过来。
187师的反击结束后，63军官兵撤离了阵地，当各部队撤下来的时候，大部分战士只剩下了一条裤衩和一支弹仓空空的步枪。彭德怀亲自赶去看望63军将士，他眼眶湿润的说：“祖国感谢你们，我彭德怀感谢你们。我要向祖国，向党中央，向毛主席汇报，你们是真正的铁军。”整个铁原阻击战，63军三个师和军直属队共击毙击伤俘虏联合国军21654人，63军三万名官兵也打的就剩下一万余人。