抗美援朝战场第一次战役结束之后，麦克阿瑟认为只是志愿军的小股部队作战，作战目的也只是为了保护丰满水电站，所以决定继续向鸭绿江推进，希望在圣诞节前结束战争。麦克阿瑟以第8集团军在西、第10军在东，对志愿军发起了钳形攻势。
面对战局的变化，中国立刻调在山东整训的三野九兵团入朝，以弥补入朝兵力不足的状况，志愿军司令部准备以先期入朝的6个军在西线对抗美军第8集团军，新锐的九兵团则在东线的长津湖地区迎击美第10军的进攻。志愿军九兵团司令员宋时轮，副司令陶勇，由20军，26军，27军组成，在入朝之前，三个军都做了调整，各个团，各个营都是四四制，甚至是五五制，九兵团入朝总兵力达到了15万人。
九兵团入朝之前，作为攻台主力，一切战备训练都是为解放台湾准备的，但是由于前方战况紧急，这些来自南方的部队官兵还没有来得及换冬装，以及做好在高寒地区的战斗准备，就匆匆北上。当部队开到东北时，东北军区副司令员贺晋年看到战士们穿的单衣单裤，对他们说：“你们这样入朝，别说大战了，冻也把你们冻死了。”他立刻命令后勤部门把仓库里剩下的五万件日军大衣，棉衣棉裤都拿出来，命令东北军区部队的官兵把自己的衣服脱下来往火车上扔。
当时的朝鲜天气格外寒冷，长津湖地区又是海拔1000米以上，气温已经达到了零下三十摄氏度，甚至是零下四十多摄氏度。而当时九兵团每个班只有一两床棉被，一双棉鞋，夜间站岗的时候，谁站岗谁穿这双棉鞋。结果入朝第一天，九兵团就冻伤了800多人。
在长津湖战役之前，九兵团的作战任务是消灭美军陆战一师，但是在火力强度上，志愿军一个军的火力还没有美军一个团要强。而且在战斗开始之前，埋伏在雪原上的九兵团官兵补给早就断了，后勤部门根本就没办法将补给送到长津湖地区，很多战士还没有参加战斗，就被活活冻死了。
九兵团和在美军第十军各部激战数日后，各部战士打的十分英勇，但由于火力还有官兵体力上的原因，根本就无法完成既定任务。无奈之下，宋时轮开始收缩兵力，集中优势兵力断其一指，11月30日，27军集中80师，81师两个师5个团的兵力由27军副军长兼80师师长詹大南统一指挥，并使用全军所有炮兵，围攻新兴里的美7师31团，九兵团副司令陶勇亲自到前线指导作战。
美第7师第31团组建于第一次世界大战期间，因曾参加对苏俄的干涉作战而获得“北极熊团”的绰号，团旗上就有北极熊的图样，这支部队是美军战斗力颇为强悍的部队。美军并不像后来说的那样不堪一击，至少北极熊团的抵抗十分顽强，给志愿军进攻部队造成了很大的伤亡。
志愿军虽然在兵力上是美军的七八倍之多，但是在火力上严重不足，27军的很多官兵在弹药打光后，没办法只能端着刺刀往上冲，遭到美军机枪疯狂扫射，冲上美军阵地的志愿军官兵凭借惨烈的肉搏战击垮了美军。敌第31团长麦克劳恩上校见伤亡惨重，待援无望，便在40余架飞机掩护下，以10余辆坦克为先导，沿公路向南突围。
80师和81师有些团能战斗的不过几十个人，在这种情况下，还在冒着美军飞机的轰炸猛烈追击。但是在27军的有力打击下，北极熊团被全歼，团长被击毙，志愿军27军80师和81师也付出了沉重的伤亡代价，伤亡1.2万人，27军全军冻伤比例高达22%。