1951年4月20日，彭德清接到第9兵團下達的作戰命令，要求第27軍主力沿鬆洞裏、陽地村、長明裏以西，文惠裏、芝浦裏以東一帶，向東南突破滲透，迂回割裂美24師與英27旅之聯係，隨時準備打擊由西或西南增援之敵，會同第20軍全殲英軍第27旅。得手後，直插新場裏至永平之間，分割美24師或25師一部並殲滅之。兵團指示：戰鬥發起後，27軍位於兵團中央位置，左鄰為第20軍，右鄰為第26軍。
彭德清迅速對27軍作出戰鬥部署，命令第80師、第81師為第一梯隊，軍配屬的全部炮兵歸其指揮；第79師和軍特務團為第二梯隊。
4月22日淩晨，第一梯隊兩個師的突擊部隊率先進入攻擊陣地。天亮後，敵飛機8架俯衝攻擊誌願軍高炮第17營陣地，該營指戰員沉著應戰，9連2班連續擊中敵機兩架。幾分鍾後，數十架敵機對誌願軍炮兵陣地實施輪番轟炸，高炮第17營英勇還擊，9連2班又擊落擊傷敵機各一架。
22日黃昏，誌願軍各部隊按預定計劃向當麵之敵發起全線反擊。彭德清指揮第27軍各師突擊部隊於17時開始同時向敵人發起進攻。
第81師首先打響了戰鬥，該師242團迅速向大得峰以南的795.4高地實施突擊，與頑固據守的美第24師第19團展開激戰。795.4高地是27軍穿插的大門，有美24師兩個連據守。戰前，242團連長於喜田率幹部反複察看地形，針對山高坡陡機動困難的特點，他打破常規，把重機槍配置在突擊班衝擊出發陣地上。攻擊發起後，在重機槍有力支援下，他指揮7班連續衝擊，全殲守敵，並俘美軍20餘名。
第243團在奪取長者德一線高地後，也向795.4高地發起進攻，連續攻下敵人5個山頭，殲美軍百餘人。當夜23時，第81師的這兩個團協同攻占795.4高地，打掉了敵人營指揮所。隨後，兩個團由西北、東北兩個方向同時會攻龍華洞。經數小時激戰，至23日淩晨4時，攻占龍華洞以北、以南高地，控製了龍華洞。為保證翼側安全，第81師又攻占了551.4高地。
22日19時，第80師發起攻擊，該師第239團攻擊敵人控製的565.2高地，經兩小時激烈爭奪，攻占該高地，殲滅守敵美24師獨立第5團一部。與此同時，第239團攻占739.4高地後，繼續向南發展進攻，攻占了838.2高地、697高地及其附近一帶陣地。在27軍攻勢的猛烈打擊下，東側自等峴、長明裏地區之敵紛紛南撤。
彭德清抓住敵人南撤的有利時機，指揮第80師、第81師繼續南進，以割裂並殲滅當麵之敵一部。彭德清命令第81師一個團前出至文岩裏、角屹峰一線，切斷由芝浦裏地區南撤之敵的退路，師主力進至多太洞一帶。命令第80師以一個團前出至榆亭、坡州洞一線，切斷雲川裏之敵的退路，並隨時阻擊可能由抱川北援之敵，師主力前出至狼逾裏、校洞裏一線，切斷場岩裏與機山裏兩地之敵的聯係。
4月23日夜，第81師和第80師按照彭德清的命令繼續向南攻擊前進。第81師242團抵達指定位置時，敵人已先行撤走，該團迅速占領了文岩裏、角屹峰一帶陣地。至24日拂曉，第81師主力進至山內洞以東地區。
24日，彭德清命令第81師分割殲滅金穀附近之敵。81師當即以第242團沿抱川公路向坡州洞攻擊前進，師主力則經山井裏向坡州洞進攻。25日淩晨，第242團搶占了坡州洞及其以南高地，將守敵擊潰並殲其一部，控製了該帶高地。
第80師240團於24日淩晨進抵杜門洞附近，攻占了杜門洞東西高地，並發現南側的觀音山高地有敵人。該團當即向觀音山主峰東西兩側高地發起進攻，一舉攻占敵陣地，並殲敵一部。24日天亮後，美軍在飛機和凶猛炮火支持下向第240團實施反撲。該團指戰員在彈雨中頑強堅守陣地，連續打退敵人十餘次瘋狂進攻，終因敵火猛烈，隻得撤出陣地。第80師238團、239團奉命向南攻擊前進，一路冒著敵人炮火封鎖，穿過狹窄崎嶇的山路，24日拂曉進抵孤峴洞一帶。
彭德清命令第80師即著手查明敵情，準備抓住當麵之敵一部殲滅之。該師得知240團當麵之觀音山一帶敵人兵力較大，為美24師第5團一個整營，該師當機立斷組織第238、第240兩個團夾擊殲滅觀音山一帶之敵。戰至25日淩晨，在奪回240團白天失守的陣地後，乘勝追擊，一舉攻占觀音山主峰。
在彭德清指揮27軍向敵縱深穿插迂回時，當麵之敵察覺了誌願軍的企圖，由於敵人機動能力強，逃得快，多在27軍部隊趕到之前即已南撤。至27日，敵主力已撤至漢城以及江漢、昭陽江以南地區，並迅速構成防禦地帶。鑒於在漢城以北殲敵之機已失，誌願軍各部隊於4月29日停止了進攻。彭德清奉命率第27軍轉至金化以南的沙金鶴、場岩裏一帶作短期休整，準備再戰。第一階段作戰宣告結束。
第五次戰役第一階段作戰，彭德清率第27軍在誌願軍司令部總的戰役企圖下，對尚處在攻勢下的敵人實施大規模迎頭反擊，迅速突破美軍第24師防禦陣地，並完成了向南迂回滲透的任務。共殲敵1158人，繳獲武器彈藥、器材物資各1部。
經過誌願軍第五次戰役第一階段的艱苦戰鬥，敵人被迫退守漢城及漢江、昭陽江南岸，整個戰線形成西南至東北的斜線態勢，東線南朝鮮軍明顯突出，而且從自隱裏至東海岸全部為南朝鮮軍防守。其中，南朝鮮軍第5師師指位於踏楓裏，第7師師指率師直工兵營位於驛內裏，第9師師指率反坦克營位於西湖，第3師師指率反坦克營位於縣裏。另外，第1師(首都師)位於襄陽，第11師前指亦位於襄陽。
根據這一戰場態勢，誌願軍司令部決定，以南朝鮮軍為主要打擊目標，發起第二階段作戰。彭德懷司令員電令第9兵團“稍事整補後即隱蔽東移，在楊口、麟蹄一線發動新的進攻，求得殲滅李偽軍或美軍一部”。同時，彭德懷還令兄弟兵團鉗製或迷惑敵人，以掩護第9兵團東移。
1951年5月9日，根據誌願軍總部的命令，第9兵團下達第二階段作戰命令，同時給第27軍明確了作戰任務與兵力部署。兵團要求第27軍，在西起大同裏、東至九萬裏間16公裏寬的正麵上實施突破。首先以有力之一部直插砧橋、梨峴一帶，搶占要點，切斷坊內裏以北之敵的退路以及南朝鮮軍5師與7師之間的聯係；27軍主力會同第20軍攻殲上南裏、坊內裏之南朝鮮軍第7師；另以一部配合第3兵團第12軍攻殲南朝鮮軍5師。
5月10日，第27軍政委劉浩天在向前線開進途中受了重傷，彭德清立即組織有關人員把劉政委轉移到安全地帶，進行緊急救護治療，並指派醫務人員把劉政委送往醫院。在一切妥善處理後，彭德清迅速趕到前線，將指揮所設在山腳下的一間草房內，他不顧遠程行軍的疲勞，立即召集指揮所有關人員研究情況，製定作戰預案。正在這時，幾架敵機飛臨上空衝草房一陣轟炸，一排排燃燒彈落在附近，頓時黑煙滾滾，烈火衝天，情況十分危急。參謀人員催促他趕快出來，到山穀裏防空，但他仍然不動，鎮靜自若。參謀人員隻好拉他向外跑，剛離開不遠，草房裏就冒起熊熊大火。
彭德清來到設在中間村的軍指揮所，迅速對各師下達作戰命令：命令第81師攻占砧橋、梨峴一帶陣地，堅決切斷縣裏之敵南逃退路，並相機包圍或殲滅坊內裏之敵，阻敵南退或北援。任務達成後，揮師向北，配合第79師和第20軍圍殲坊內裏以北之敵。命令第79師向東南方向攻擊前進，迅速殲滅金富裏一帶之偽8團。與此同時，派一部迂回攻占直洞，控製要點。得手後視情向東南發展，配合第81師殲滅被切斷之敵；或向東攻擊前進，配合第20軍主力圍殲縣裏以南和下南裏一帶被圍之敵。命令第80師為27軍預備隊，聽候命令。同時，命令高炮第16、第17兩個營於戰鬥發起前分頭進入陣地，掩護北漢江九萬裏渡口和部隊運動，保障後勤運輸，隨時迎擊敵人空襲。
各師按照彭德清軍長的命令，在兄弟部隊掩護下自隱蔽地開始東移。至13日拂曉，第81、79兩個師已全部進入昭陽江北岸龍岩裏、榆村裏、楊口、楸田裏預定地域，集結待命。為改善衝擊出發陣地，以便一舉突破敵主要防禦陣地，迅速完成對敵縱深的滲透迂回，彭德清命令第81師首先奪取當麵之敵部分警戒陣地，打掉敵人觸角，為後續作戰創造條件。
5月15日傍晚，第81師242團按照彭德清的指示，首先向亭子洞東西一帶高地發起進攻，然後再攻占昭陽江南岸雞鳴山。在戰役第一階段湧現出的戰鬥英雄，該團8連連長於長喜，分批帶領戰鬥骨幹到陣地前沿觀察地形，擬定戰鬥方案。戰鬥中，他身先士卒，指揮全連連續攻下11個山頭，打垮了敵軍1個營，奪取了雞鳴山製高點。第二天天亮後，又先後打退南朝鮮軍5師第27團的12次反撲，殲敵近2個連，生俘40餘人，完成了預定攻擊和守備任務，奪取了當麵之敵警戒陣地。由於戰鬥中表現出色，戰後8連榮獲第9兵團授予的“雞鳴山戰鬥模範連”稱號。
英雄的8連連長，在此次戰役結束後，率部隊擔負阻擊任務，在反擊780.1高地戰鬥中，他胃病發作，兩天沒吃飯，仍帶病指揮部隊向敵反擊，幾次衝擊失利，部隊傷亡很大，他自己也負了傷。在這危難關頭，他組織勤雜人員充實部隊，親自帶領衝鋒，終於攻占了高地，而他自己卻昏倒在山頂上。
第81師先頭部隊在突破敵人前沿陣地後，彭德清要求各部隊，再接再厲，大膽穿插迂回作戰。
5月16日，天空飄著濛濛細雨。第81師241團穿插作戰首先打響，該團1營迅速突破泉村以南之敵防禦陣地，殲南朝鮮軍5師第35團一部，在敵人防禦正麵打開了缺口，旋即沿大穀峙嶺向南攻擊前進。同日，第81師242團3營和第243團2營在炮火掩護之下，向玉山洞及其以西高地之敵實施突擊。經三個多小時激戰，全部攻占玉山洞陣地，殲滅南朝鮮軍第5師第27團400餘人。
當玉山洞戰鬥開始不久，奉命擔任主要穿插任務的第242團2營即在泉村、上水內裏一線沿公路插入。此時，彭德清接到第81師師長兼政委孫端夫的報告，孫端夫要求親自率領並指揮2營穿插作戰，彭德清予以批準。第242團2營的勇士們在師長孫端夫的親自率領和指揮下，像無數把尖刀，順著山溝、密林向敵人心髒插去，直撲上水內裏。敵人憑借著地堡、地雷區和兩道鐵絲網組成的防線，阻擋著2營前進的道路。孫端夫命令4連用炸藥包炸開了兩道鐵絲網，隻用了半小時，全營就迅速衝過了敵人防線。穿插中，全營官兵發揚高度的革命英雄主義精神，戰勝了所有艱難險阻。孫端夫身先士卒，率勇士們一夜向敵縱深猛插60公裏，大小戰鬥13次，途中殲敵200餘人，全營提前40分鍾到達了目的地，占領了玷橋以北高地，切斷了敵人的後路，勝利地完成了對南朝鮮軍4個師的戰役包圍任務，為奪取戰役的勝利作出了重要貢獻。
在穿插迂回過程中,全營勇士表現得果敢頑強。負傷的副連長，拖著一雙粗腫的腿，用一隻手捂住流血的傷口，跑在全連的前頭，高喊：“同誌們!發揚猛打猛衝的戰鬥作風，緊跟著我前進！”班長下齶被打穿，臉被炸傷，仍然緊跟部隊前進，堅持戰鬥。副班長身負重傷，戰友們要替他包紮，他卻說：“不要管我，快向前衝!”不少戰士累得昏倒在地，蘇醒後，又繼續跑步前進。大家又累又餓，體弱的戰士實在跑不動了，就往路旁一閃，讓身後的戰士過去，自己喘口氣，再追趕上去。
彭德清得知這些情況，稱讚說：“這是一群多麼頑強的戰士啊！”戰後，第9兵團授予242團2營“穿插模範營”光榮稱號。
第81師的另兩個團也以第242團2營為榜樣，越戰越勇。此時，正值南朝鮮軍9師第30團主力經此南撤，81師突然先敵開火，將公路上之敵車隊打亂。敵人完全未料到誌願軍會這樣快地出現在其後方，一時驚慌失措，稍加抵抗即狼狽撤回龍浦，當日午後全師撤回縣裏。第81師指揮所及第243團於17日12時以後分別抵達岩達洞和上南裏一線。
第79師以第236團、第237團為一梯隊，5月16日兩團同時強渡昭陽江南進，第235團為師二梯隊，隨第237團之後於新村裏一帶涉過昭陽江。過昭陽江時遭對岸敵人火力嚴密封鎖。指戰員不顧水深流急，敵火猛烈，奮勇涉水過江，攻占敵人地堡數個，將守敵擊潰。
渡過昭陽江後，第79師向於論裏、金富裏攻擊，敵全線潰散，隱藏於山林中，尋隙南逃。79師在追擊時派出部分兵力執行搜山清剿任務，搜山中又殲敵7師一部。
至5月17日，第27軍深入敵縱深20餘公裏，切斷了敵向縣裏西南的退路，並會同第20軍一部全殲南朝鮮軍5個營共3000餘人，同時將南朝鮮軍第5、第7師擊潰。當日傍晚，縣裏地區之南朝鮮軍兩個師在我東線友鄰部隊和朝鮮人民軍的夾擊之下走投無路，仍企圖打通縣裏以南公路向南撤逃。當夜，敵人先頭部隊南朝鮮9師第30團正擬攻擊第81師上南裏五馬峙陣地，被誌願軍炮火打散，該團連同兩師主力各不相顧，先後向東南芳台山方向潰退。
為了不給敵人以喘息機會，彭德清立即下令各師繼續會同兄弟部隊截殲南逃之敵。
18日晨，第81師接到命令後立即由坊內裏、梨峴一帶出發向東北方向攻進，迅速控製了蒼村高地，切斷了蒼村公路。下午，彭德清得知大部敵人正繼續南撤，一部已越過我截擊線，遂令第81師以一個團進占小開仁裏地區，一個團增援蒼村裏，追擊和截殲逃敵。19日晨，第81師243團進抵小開仁裏一線設防，第81師指揮所進抵蒼村南側的上北穀，軍特務團進占蒼村西南的加真浦裏和梨峴一線。
在第81師各團南進前後，彭德清命令第79師、第80師也立即行動，牢牢控製從多物裏、於論裏至上南裏、鬆溪洞一線陣地，阻敵南逃或北援，並派出小部隊搜山捕俘。