1950年11月1日，中国人民志愿军王牌第39军已经将云山之敌团团包围，下午16时，39军炮兵和配属的两个炮兵团向敌人阵地发起猛烈炮击，火力压制过后，志愿军以8个步兵团的绝对优势兵力以排山倒海之势向云山美军发起了总攻。
志愿军向敌人发起进攻
仅仅几个小时过后，云山外围的美军及南朝鲜军就被打得溃不成军，美军战史曾对这次的战斗有过较为详细的记载：“午夜刚过，南朝鲜12团就不再是一支有战斗建制的部队了，大部分战死或做了俘虏，侥幸逃脱者极少。”其实不仅仅是南朝鲜军，美军在云山城外的阵地也全部被攻占。美军被迫全部退守到云山城内，凭借优势火力固守待援。
美军士兵举手投降
志愿军首长命令39军速战速决，务必将云山之敌全部歼灭，39军116师师长汪洋命令还未参加战斗的预备队246团担任对云山城的主攻，团长吴宝光接到命令后立刻排兵布阵准备进攻。吴宝光将入朝作战以来表现异常优异的四连作为尖刀连向云山城首先发起攻击。吴宝光在四连发起进攻前对他们这样说道：“师首长偏爱咱们团，老子又偏爱你们连，这次不许恋战，要不顾一切冲进云山城来个中心开花，为主力进攻打开通路！”
志愿军战士在攻击前进
四连战士不愧为尖刀连，身经百战，有勇有谋，他们认为如果进行强攻的话，在占据火力及地形优势的美军阻击下必然会伤亡惨重，志愿军战士们不怕牺牲，他们怕的是不能完成任务，因此这次尖刀任务只可智取。四连决定要云山城已是一片混乱的局面下做文章。在夜色的掩护下，第四连的战士们排成整齐队形毫不掩饰大摇大摆地向云山城走去，当他们行进至进入云山的必经之地二滩川大桥时，勇敢机智的志愿军战士甚至还满面笑容地同在此地设防的美军士兵握手！美军士兵还以为他们是后撤的南朝鲜军，就这样志愿军的一个建制完整的尖刀连不费一枪一弹就昂首阔步地走进了云山城。
志愿军战士在追击敌人
美军战史上对这一段堪称耻辱的战斗也做了详细记载：“敌人纵队过桥之后一直在干道上北进，不久之后就接近了营部，他们突然吹起了军号，开始一齐向营部袭击，中国士兵随意开火，还不断向车里扔手榴弹、炸药包，可是指挥所周围的有些美军分队还在”狐洞或隐蔽工事里呼呼大睡。据战后一名幸存的美军士兵回忆：“醒来时战斗早就已经打响了，转眼间我们的营部驻地就被打得千疮百孔，我以为我还在梦乡，敌人仿佛从天而降，夜色中难以分辨，他们见人就开枪，甚至还用刺刀捅！”
敌人大量汽车被摧毁
四连的战士们在云山城内猛冲猛打，敌人重火力优势不复存在，在一片混乱中毫无还手之力，美军被杀得尸横遍野，美军也搞不清楚云山城内到底有多少中国军队，他们像无头苍蝇一样四处奔逃。四连中心开花战术大获成功，为主力部队打开了一条进攻道路，39军主力部队趁势向云山城内发起猛攻，志愿军战士如潮水般从四面八方涌进云山城。负责断敌退路的348团还一举攻占了西迂洞路口，将美军南撤通路彻底堵死，他们还分兵攻占了附近云山机场，缴获了4架美军飞机。
志愿军阻击阵地
战至第二天凌晨时分，驻守云山的美军骑一师第八团防线全面崩溃，丧失斗志的美军第八团士兵无心恋战，各自逃命，大获全胜的39军战士开始漫山遍野地抓俘虏了。有的战士感慨道：“美军王牌也不错如此嘛！”这时候因战局不利而焦急万分的美第一军军长米尔本和骑一师师长盖伊均到前线督战，并且严令骑一师5团不惜一切代价向云山增援，试图救出被围的兄弟部队，美军骑5团团长约翰逊上校自知自己身上责任重大，竟然亲自披挂上阵，结果被志愿军一发迫击炮弹炸得粉身碎骨。
志愿军炮兵在开火
美第一军军长米尔本见援军久对志愿军阻击阵地久攻不下，始终无法迫近云山城，而伤亡却在不断增加，于是下令放弃增援，立刻向南撤退，骑一师师长得知后大惊失色，难道我一个团就这样放弃了吗？米尔本无奈地说道：“做出这个决定我和你们一样痛心，但我对此承担责任，这是我一生中做出的最让我心碎的决定。”
尖刀四连在云山城内与志愿军大部队里应外合，前后夹击，最终取得了一场大胜，此战毙俘美军1800余人，骑一师第八团除少数士兵侥幸逃脱外几乎全部被歼。遭到沉重打击的美军不得不重新审视中国军队了，因为其凭借强悍的战斗力将会成为美军日后的主要对手。