作为第五次战役的参战部队，3月16日志愿军第3兵团在北京组建，由二野3兵团第12军、4兵团第15军、18兵团第60军组成。第二天，兵团前卫——60军过江入朝。
入朝前的180师合影
在1951年3月下旬到4月上旬的18个春夜里，180师的战士背着40公斤以上的武备，从新义州、经定州、新安州、海南里、江东、到三登，每夜强行军100多里。在部队跑步通过敌机封锁区时，往往一跑就是二三十里，不少指战员累得大口吐血。
4月5日，180师赶到伊川，匆忙整补后，就接替63军和26军的防线，抗击联合国军的猛烈进攻。4月22日，五次战役打响，在60军当面，181师作为第一梯队，突击、割裂美25师和土耳其旅，179师作为第二梯队，180师作为预备队。
4月23日，181师突破联合国军防线，控制了汉滩江以北的全部阵地。
4月25日，181师和179师全部渡过汉滩江。
4月29日，181师兵至汉城东北10公里的龙井里、退溪院里地区，与敌相持。
4月30日，预备队180师跑步赶到汉城北20公里的釜谷里、退溪院里地区。
5月16日，五次战役的第二阶段打响。
60军的任务是在楸谷里至大龙山地区，割裂美军和韩军的联系，牵制美陆战1师和美7师。由于在战役打响之前，179师和181师分别被三兵团调拨给12军和15军，60军的战斗任务全落在了180师指战员肩头上了。
180师师长郑其贵
5月16日夜，180师538团和539团在玄岩和发雷地区分别强渡北汉江。5月17日，180师全师渡过北汉江。
539团克杜武洞，540团克仓村里，538团在新店里与美陆战1师遭遇，击毁坦克10辆，歼敌一个连。5月20日，180师538团和539团进占远水洞一线，与美陆战1师展开了激烈的战斗。5月21日，志司彭德怀电令：目前由于我运输工具缺少，粮食弹药接济不上，西线美军又已东援，使我继续扩大攻势困难增加，为此，第五次战役暂告结束。志司的撤退命令：各兵团（3，9，19）准备23日晚即开始向涟川、铁原、金化、华川一带转移……。
三兵团的撤退命令：决以60军担任本兵团之阻击任务，该军置于白逸里、白积山以南，东起与9兵团分界线，西起与19兵团分界线……，利用华川西南山区节节阻击敌人，于22日晚开始向指定地区转移……。
5月22日夜，60军发出撤退命令：
……180师附炮2师两个连，以一个步兵团北移汉江以北构筑阻击阵地，师主力置北汉江以南掩护兵团主力北移及伤员转移，师作战地域为新延江、芝岩里、白积山、上海峰以南地区，并注意和右邻的63军的联系。
这天，180师主力与美陆战1师竟日对攻，主阵地反复易手。5月23日。凌晨，180师收到撤退命令。上午11时，180师发现其右邻的友军63军已撤。师长郑其贵急电军部。
180师政委吴成德
60军军长韦杰电令：
注意派出部队掩护右翼，并准备于23日晚将北汉江以南部队移至春川以西地区继续防御。180师派出两个连，占领原63军的防区。
师主力开始北渡北汉江，向春川转移。夜，3兵团急电：……由于运力缺乏，现在战地伤员尚未运走，12军5000名伤员全部未运；15军除已运走外，现水泗洞附近尚有2000名不能行动之伤员；60军也有1000余伤员，为此决定，各部暂不撤收，并于前沿构筑坚固工事阻击敌人，运走伤员之后再行撤收。望各军以此精神布置并告我们。
60军将兵团急电中“各部”误解为“60军必须掩护全兵团的伤员转运”。
60军五次电令180师：
停止北撤，继续在北汉江以南掩护全兵团的伤员转运。……
（180师的）江南部队应争取坚守5天时间。
是夜，180师的左右友邻部队全线后撤，180师孤军滞后。是夜，3兵团兵团部与下属失去电台联系。5月24日。180师当面对敌美7师，美24师，韩6师已发现180师两翼空虚，迅速从3兵团和19兵团的空隙穿过，渡过北汉江。
坚守城隍堂渡口的540团炮营和一营三连在营教导员任振华的指挥下，坚持到最后一兵一弹，任振华拉响最后一枚手雷，与敌同归于尽。联合国军控制北汉江渡口，180师三面受敌。下午，60军电令180师：
当夜，60军军部撤离马迹山指挥所。
深夜，在有线和无线联络中断并在先后派出12名通讯员都没能传达撤退命令之后，180师参谋樊日华和朗东方亲自将撤退命令送到正在南岸坚守激战的538团和539团。
5月25日。凌晨，538团和539团靠着三根电线，带着伤员，偷渡过北汉江。偷渡中，600多名指战员被激流卷走。538团在上下芳洞、西上里以西，539团在明月里、九唇岱山地区，540团在鸡冠山、北培山地区，组成防御线，掩护整个兵团北撤。坚守九春岱山的539团二营五连，在年仅20岁的指导员杨小来的指挥下，打垮敌一个营，打死敌130名。在打完所有的弹药之后，全连指战员在白刃格斗中阵亡。
志愿军在夺取阵地
坚守鸡冠山的540团一营三连、二营六连、三营八连九连的指战员在弹尽之后用刺刀英勇拼搏，流尽最后一滴血。是日，180师粮尽，弹药不多，势态仍然滞后，三面受敌。
如果180师不沿北汉江步防，而继续北上与179师并肩防御，即可迅速摆脱险境。
但从全局看问题，联合国军有可能趁机沿公路向北快速突击北撤的3兵团和19兵团。
据此，60军电令180师：军里决心不变，一定要完成兵团给的掩护转移的任务！
180师侦察部队
下午5时，60军军长韦杰发现了势态极不利于180师，立即电令郑其贵：180师以两个团迅速向北沿公路进至马坪里北侧占领有利地形阻击敌人，一个团沿山上路到驾德山阻击敌人，掩护伤员撤退。
师长郑其贵立即命令：师直和师医院立即北移，538团为前卫，539团跟进，540团坚守阵地掩护。
下午5时10分，中断联络达三天的三兵团兵团部急电60军：……180师应以两个团在驾德山一线阻击敌人为宜……。
当180师538团收到师部转来兵团的命令时，团队已在撤往马坪里的途中。538团团长庞克昌、政委与就近的540团政委李楸召商量，结论是：上级总的意图是向北转移，180师已陷入不利处境，部队断粮几天，十分疲劳，调来调去更加疲劳，将可能陷入不拔。
部队吃不上饭，也是180师失利的主要原因
因此，主力应该继续北移。
180师师部对538团和540团的意见是：按命令执行。当180师539团背抬着全师300多名重伤员冒雨行军到梧月里，接到师部命令时，已是5月26日的拂晓，细雨蒙蒙中，东方发白了。命令是：部队停止前进，抢占梧月里要点步防。5月26日。拂晓，538团反身南下，重新占领驾德山阵地。
此时，180师左面的美7师已突破179师阵地，将179师和180师分割，并深入180师侧后，切断了180师的退路。在25日继续北撤，通过了马枰里的180师的师机关，直属分队和没接到回防坚守命令的539团三营都脱离了险境。
忠实执行军部和兵团部命令的180师主力，在芝岩里以南陷入了5倍敌人的重围。180师收到军部的命令：固守待援。180师此时已无固守抗击联合国军5个满员师的弹药和兵源了。
向军部提出突围的请示。下午4时30分，军长韦杰口述命令：立即向180师发报，他们决心突围是正确的，批准他们的突围计划，向西北方向突围到鹰峰集合！。
志愿军在向鹰峰方向突围
时即给181师发报，命令他们从华川附近出发……，策应180师突围！
直接给179师536团发报，命令他们迅速占领马坪里向芝岩里出击，接应180师！政委袁子钦补充电文：告诉180师放心，有部队接应，越过公路，马坪里以北鹰峰山下就是我军阵地，坚信他们一定能胜利突出重围！
下午6时30分，180师分两路突围。山上的538团、540团、师直为一路，由驾德山，经蒙德山，突向鹰峰。山下的539团为另一路，经纳实里、马场里、芳确屯，突往鹰峰。
5月27日。拂晓，经过惨烈的浴血战斗，180师的两路突围队伍，以伤亡2/3的代价，突出包围，越过公路，抵达鹰峰山下。
志愿军在阻击美军
全师指战员已不到2000人。然而在鹰峰主峰上等着他们的不是179师和181师的接应部队，而是美24师的敌军，180师再次陷入包围。
538团在团长庞克昌和参谋长胡景义的组织下，把全团班以上的共产党员集中起来，组成突击队，全部带上冲锋枪，攻上主峰东侧东台山高地。
539团团长王至诚和政治部主任李全山集中全团能战斗的干部战士组成5个排，夺下了主峰。180师与60军再次请示进一步突围方案，军长韦杰亲自上机：命令你们集中向史仓里方向突围！军部派部队接应。
180师被俘人员
5月28日。在漏夜大雨中，179师的接应部队没能赶到史仓里。在彻夜苦战中，180师最后的400名指战员编成三个突击连，在师长的亲自指挥下，向西北突围。在突破三个阵地后，这支不断突围不断拼杀了整整十天并断粮了三天的部队，在最后一个阵地――128.6高地前，耗尽了最后的力气。至此，为了坚定不移地执行掩护任务的180师，建制基本打没了。
180师被俘人员
师长郑其贵命令分散突围。根据战后《180师突围战斗减员统计表》，180师负伤、阵亡和情况不明的总数为7644人，其中师级干部1人，团级干部9人，营级干部49人，连级干部201人，排级干部394人，班以下6990人。
这是整个志愿军征战史上，最为沉重的一页。