十月二十六日，紧靠东部地区，南朝鲜第1军第26师由咸兴向长津运动时，在水洞庭遇到顽强抵抗，抓到十八名俘虏，这些俘虏分属中共第124师的两个团。数天之后，海军陆战队赶来解救南朝鲜部队，遇到并击毁一些中国坦克（这大概是第10军碰到的唯一一批坦克 ），并从一个新锐中国师（第126师）抓到一些俘虏。第124师和第126师均属中国第42军。
可是，整个这段时间，官方报道却显得很乐观。华盛顿被告知，报刊广为传播的两万中共部队进入北朝鲜的消息“未被证实”。十月二十八日，华盛顿获得如下保证：仍然“没有明显的迹象”说明中国人会进行公开的干预。
两天之后，远东司令部报告说：尽管有报道，它仍然认为，中国第39军和第40军的任何据称已到朝鲜的部队实际上并未越过边界。少数几个中国“志愿军”的出现，仅仅被当成了中国在外交棋盘上采取的又一个小小的步骤，不会马上对联合国军总部产生影响。
中国人一开始也采取了小心谨慎的试探行动，因为他们显然无法估计美国会作出何种反应——是否会进攻中国本土或者用原子弹对付他们。中国部队很有效地隐蔽了自己的运动。他们大都采取夜间徒步运动的方式；在昼间，则避开公路，有时在森林中烧火制造烟幕来对付空中侦察，此外，他们还利用地道、矿井或村落进行荫蔽。每个执行任务的中国士兵都能做到自给自足，携带由大米、豆类和玉米做成的干粮 （他们怕做饭的火光暴露自己的位置）以及足够的轻武器弹药，因而可以坚持四、五天之久。四、五天之后，根据战斗发展的情况，他们或者得到补充，或者撤至主要阵地，由新锐部队替换他们。中国人没有留下一点部队运动的痕迹，所以，统帅部怀疑是否有敌人大部队存在是有一定道理的。不过，对大量明显的证据采取视而不见的做法，还不只是统帅部一家。
我们整个部队甚至较低级的军人都对中国人的威胁掉以轻心。十月底，驻扎在云山及其周围的部队所作出的反应就是典型的例证。云山位于清川江正北、鸭绿江以南约六十英里处。从好几个不同的渠道传来了中国部队大规模集结的消息。一个朝鲜老百姓报告说：云山西南九英里的一个山谷里有二千名中国人，力图切断该城向南延伸的主要补给线。后来又有一名朝鲜治安队员报告说，在云山西南六英里处发现三千名中国人。十一月一日中午，在城东南八英里处发现敌一支小部队，我空军和炮兵将其击溃，公路上丢下约一百匹死马和数目不详的尸体。后来，我空军观察员报告，发现敌人有大量的队伍在云山北面和南面运动；一次空中突击击中了其中的一支队伍，并且据报告，还在距云山仅九英里的地方击毁了二十一辆敌运载部队的车辆。当天下午，正在一架L-5型飞机上引导炮兵射击的观察员报告，在距云山不到七英里处的狭窄小路上，“敌步兵两支大队伍正在向南运动”。
但是，美统帅部仍然不愿承认这些不断增多的证据。南朝鲜人早些时候曾抓到过中国俘虏，但是，情报部门的人员对俘虏关于中国进入朝鲜的实力和意图的供述很自然地采取了将信将疑的态度。他们认为，一个普通的士兵不可能知道这样高级的情报。甚至当第1军情报参谋珀西·汤姆森上校警告刚调到云山的第1骑兵师说他们可能碰上中国部队时，这些人还采取不相信和不在乎的态度。第1骑兵师曾克服敌人的顽强抵抗向平壤推进，并且经过一夜激战拿下了这座城市。从那以后，北朝鲜人民军有组织的抵抗行动似乎已不复存在，只是偶尔有一些旨在阻滞第1骑兵师前进速度的零星行动。
其实，第8集团军当时补给不足，无力同敌人进行旷日持久的战斗。而且，他们也不想承认在北朝鲜还会有什么人能够同他们较量一下。计划扼守云山北部和西部阵地的第8骑兵团的参谋机构，也未注意下面的部队以及指派给南朝鲜第1师的美国军事顾问组军官 （这些人曾在云山附近与中国人遭遇，但未能把中国人赶走）提供的情况。普遍的看法是，中国人由北向南运送的可能只是些准备让北朝鲜人民军接收的增援物资。指挥第1骑兵师的霍巴特·盖伊将军请求允许他将第8骑兵团撤至云山以南数英里的一个阵地上，但遭到第1军司令部的拒绝。对这些令人不安的任何报告感到忧虑的军官，实在少得可怜。
负责警卫平壤的部队又开始幻想着快乐的驻防生活了。这些人对为在东京举行“回国检阅”而作的安排所流露的关切程度，远在不断传来的中国人干预一事之上。
迅猛而突然的打击接踵而至，以至于很多部队还未弄清究竟发生了什么事情就被打垮了。中国人首先攻击了南朝鲜第6步兵师，该师驻防云山以东约十五至三十英里的温井-熙川地区。中国人将该师消灭得如此彻底，以至到十一月一日午后不久，沃克将军便通知美第1军军长弗兰克·米尔伯思将军：南朝鲜第2军已不再是一支有组织的部队，美第1军右翼也因此暴露给敌人。米尔伯思急速赶到驻扎在云山以南约二十英里处的军隅里的南朝鲜第2军军部。第2军军长说：他已同所属部队完全失去联系，在军隅里附近仅有南朝鲜第7师的三个营还能进行有组织的抵抗。
下午五时许，中国人在迫击炮火力和由卡车上发射的苏制“卡秋莎”火箭炮（这次战争中威力很大的新式武器）火力掩护下，开始对防守云山北部的第8骑兵团发动试探性进攻，并在黄昏以后集结了力量，尔后逐步由东向西展开。许多美国人第一次听到中国军号的啸鸣，这种铜号看上去就象足球赛巡边员用来表示犯规的喇叭，其粗野的音调夹杂着发狂的吹哨声，似乎在通知新的战斗阶段的开始。这至少有助于使许多自认为中国大规模介入是十足的无稽之谈的人清醒过来。
战斗持续了一整夜，不时发生近战，其激烈程度是以往战争中所没有的。午夜之前，不少美军部队发觉弹药几乎告罄。夜间十时，美第1军自脱离釜山环形防御圈以来首次转入了防御。那一夜，扼守云山的第8骑兵团三面受敌。南朝鲜第15步兵团在东面坚守阵地，但在其他三个方向上，美军却面临着中国部队。可是，直到接到撤退的命令，美军才发觉退路已被切断。一支很强的中国部队在那天中午以前就封锁了主要道路。他们牢牢地控制着阵地，使第5骑兵团为把他们赶走以便前去增援云山的第8骑兵团而发起的多次进攻未能成功。十一月二日凌晨，从云山撤退的部队在主要道路上遭到伏击。结果，那里很快就塞满了毁坏的车辆，坦克乘员和步兵在慌乱中四散奔逃。
美军部队或独自一人，或三五成群，施带着伤员，一边战斗一边朝山上转移。一些人绕过路障向东转移，尔后往南进入山中，另一些人干脆隐入黑暗之中向南进发，终于到达了后方。许多人被俘，伤亡人数当时未能立即查清。
中国人对云山西面第8骑兵团第3营的进攻，也许达成了最令人震惊的突然性，第3营当时以为西面肯定没有敌人活动。十一月一日下午较晚的时候，有些部队曾发现我方飞机在南面某处我主要补给线附近扫射敌人阵地，但谁也没有介意。部队指挥官接到撤退命令以后，首先撤出了火炮，同时命令第3营掩护骑兵团后撤。第3营配置在南永河上一座桥的北端，以两个班守桥。早晨三时许，有一小队人由南面接近该桥，究竟是一个排还是一个连一直未搞清楚。守桥部队没有检查就让这些人通过了。由于这些人是由南面过来的，因而被当成了南朝鲜人而未引起注意。当这些陌生人在指挥所对面停下来时，其中一个干部狠吹了一声军号，他们随即从四面八方以轻武器和手榴弹向指挥所发起攻击。这样，北岸的中国人便涌到了河的南岸。
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