在條件極為困難的情況下，吳瑞林動員後方的大車向前方輸送物資、糧食，使供應方麵得到一些補充。在敵人放火逃跑後的倉庫中，他們收集到10多萬斤糧食，解決了部隊的吃糧問題。彭總指示誌願軍後勤部，對42軍特別增加一些物資和彈藥。
吳瑞林看到，通過實行這些措施，42軍全體官兵在艱苦的條件下保持著飽滿的戰鬥情緒。
按照預定計劃，第三次戰役結束後，誌願軍轉入休整。美軍看到了誌願軍運輸線長、補給困難的實際情況，為挽回其前幾次戰役失敗的影響，緩和內部矛盾，開始積極準備反撲，以便奪回漢城，將我軍壓回到“三八線”以北，破壞我軍休整。誌願軍由休整轉入防禦，準備對敵實施反擊。
從1951年1月13日開始，吳瑞林率42軍和50軍並肩在南漢江北岸作戰。根據誌願軍司令部的部署，50軍在42軍西麵的水原一線，42軍的125師在利川、驪州、原州一線，阻擊美、英、法和南朝鮮軍的聯合進攻，掩護誌願軍主力調整部署。
第四次戰役開始了，這次戰役同前三次不一樣。前三次戰役誌願軍處於主動地位，這次比較被動。誌願軍司令部認為敵人經第三次戰役的打擊，不會很快發動大的進攻，可乘機休整兩個月。現在，敵在第三次戰役結束後才兩周就發動全線進攻，實在出乎意料。隻好立即命令部隊停止休整，轉入作戰準備。這反映了誌願軍對敵人擁有現代化運輸手段，可以迅速進行整補；擁有高度機械化裝備，可迅速由進攻轉入退卻，又可迅速由退卻轉入進攻的有利條件，缺乏足夠的估計。
敵人從1月25日開始發動進攻，戰鬥逐步在全線展開。2月4日，彭德懷司令員與金日成首相進行了會談，彭總認為，在當前形勢下，我們的方針是“力爭停止敵人前進，穩步打開戰局，並從各方麵加緊準備，仍作長期艱苦打算”。彭總決心選擇敵人實力比較弱、又冒進突出的中線的右翼，也就是橫城地區的敵軍，狠狠地敲他一下，爭取消滅一個師。
彭總對橫城地區反擊作戰很重視，認為隻有勝利才能挫敗敵人進攻的氣焰，才能爭取休整補充的機會和爭取消滅更多敵人的準備時間。他又有些擔心地說：第三次戰役部隊很疲勞，帶著若幹勉強性，此次戰役帶著更大的勉強性。如出擊受阻，戰局有暫時轉入被動的可能。為了避免這種可能性，他已建議中央，第19兵團迅速開到安東補充整訓，以便隨時調赴前線。
根據彭總的指示，誌願軍副司令員鄧華帶一個指揮所，來到42軍陣地指揮。他先傳達了彭總的指示：“先在東麵砥平裏和橫城兩個點上選擇良機，殲滅冒進之敵”。吳瑞林和軍政委周彪、副軍長胡繼成，向鄧華副司令員做了詳細的彙報。並提出進攻敵人的具體建議：由42軍擔任攻克砥平裏的任務，因為42軍對砥平裏一帶的地形、敵情都熟悉。
鄧華副司令員對吳瑞林說：“你軍125師已攻過一次砥平裏了，消滅了法國營的一部，這次反攻砥平裏由你來指揮。”
聽完吳瑞林等的彙報後，鄧華副司令員決定先打弱的，後打強的，先殲橫城西北地區的南朝鮮軍8師，決定由吳瑞林負責指揮使用42軍的124師、125師(欠一個團)，配屬39軍117師、40軍的兩個師，來殲滅橫城西北麵之南朝鮮軍8師、5師及美2師的一個炮兵營(18門炮)。同時決定，打橫城任務完成之後，再由40軍、39軍加上42軍126師打砥平裏之美2師主力團，42軍主力和66軍進攻原州，配合40軍、39軍進攻砥平裏作戰。
吳瑞林立即按照鄧華副司令員的指示展開部署。吳瑞林決定，由42軍124師擔任突破，39軍的117師緊隨其後，用牛刀子挖心戰術，直插橫城，與40軍的118師會合，打亂南朝鮮軍8師師部，同時配合118師，在橫城北麵，徹底打亂敵指揮機關。
暫時配屬吳瑞林指揮的39軍117師是一支英勇頑強的部隊，師長張竭誠接到命令後，派副師長韓曙立即來到42軍指揮所，向吳瑞林領受任務。
在42軍指揮所裏，吳瑞林指著牆上的作戰地圖，以肯定的語氣說：“你們師在戰役發起後，由右翼直接插入橫城以北的鶴穀裏地區，切斷南朝鮮軍8師和美2師9團退路，阻擊橫城敵人向北增援，配合正麵兵團，堅決殲滅這股敵人。”
韓曙副師長此刻把自己的全部精神集中在吳瑞林軍長所指向的地方。他看到地圖上除了標出的幾條公路的黑色曲線之外，就是用紅藍兩色標示出的敵我當前的對峙線，在他們要經過的地方沒有公路。
吳瑞林似乎理會到韓曙專心注視著的地方，又接著說： “穿插的道路是艱難的，仗也是個硬仗，任務繁重而光榮，相信你們這個師能圓滿完成……”
“我代表張竭誠師長、李少元政委向42軍黨委和軍首長保證：我們117師堅決完成這次戰鬥任務！”韓曙向吳瑞林說。
在回師部的路上，韓曙腦子裏一直在思索著：“這次穿插任務十分艱巨，遠距離地插到敵人腹地，又要四麵臨敵，獨立作戰，因此，必須對部隊作好深入的思想動員和充分的準備工作。這次任務正和第三次戰役向東豆川以南穿插一樣，我們要把這條紅口袋嘴緊緊地紮住，絕不讓敵人跑掉一個！”
吳瑞林要求117師，務必於2月10日黎明前抵近漢城以東50公裏的龍頭裏山地前線。
龍頭裏是個公路樞紐，地理位置很重要，已被我誌願軍占領。這裏距敵人前沿豐水院約10餘公路，敵人為了破壞我兵力調動和後勤供給，在這裏的公路設置了一道空中封鎖線。敵機不分晝夜轟炸掃射。師長張竭誠果斷地決定，縱然是上刀山下火海，全師也必須抓緊在天亮以前的有限時間裏通過這道封鎖線。
夜空布滿了濃雲，天似乎低矮了許多。唰，唰，唰……部隊正在神速地悄悄地通過這條封鎖線。幹部戰士反穿著棉衣，頭上戴著用枯草編成的防空帽，從師部駐地向開進的主幹道上彙集。夜色裏，師長張竭誠和其他指揮員組織全師部隊安全渡過了北漢江，冒著嚴寒經過連續夜行軍，穿過黃龍山區，在吳瑞林指定的時間——10日淩晨抵達了龍頭裏地區。
這時，退守“三八線”的美軍和南朝鮮軍，趁誌願軍主力休整之機，集中17個師、3個旅、1個空降團及美軍、南朝鮮軍的幾乎全部炮兵、坦克兵和航空兵，以西線為主要突擊方向，發動了全麵進攻。向誌願軍中線進攻之敵，主要是南朝鮮軍第8師、美軍第2師(附法國營、荷蘭營)及美空降187團。誌願軍在西線積極牽製敵人的主要進攻集團，而集中主要兵力向中線進攻之敵實施反突擊，求得在運動中殲敵一部，乘勝向敵縱深發展，威脅西線敵主要集團的側後，動搖其布勢。吳瑞林指揮的42軍位於中線正麵，左翼為66軍，右翼為39軍。
戰役於2月10日開始，吳瑞林指揮42軍124師於2月11日突破南朝鮮軍8師、5師和美2師一部的防線，以迅速勇猛的動作，攻占了上物安裏，並於12日6時以前，出至鷹峰、鴨穀裏、石子洞地區，繼續向福祚洞、廣田挺進。124師的372團勇猛迅速地攻占了531高地，戰鬥中，敵人見誌願軍的人數不多，又從空中偵察到誌願軍從敵人的倉庫中收集糧食，他們就認為對我實行反擊的時機已到，瘋狂地反撲上來，而124師372團牢牢控製了製高點，為39軍117師、40軍118師兩個主力師共同打掉橫城南朝鮮軍的指揮中心和分割包圍南朝鮮軍2師、8師和美2師的一部，創造了有利條件。
吳瑞林指揮39軍117師和40軍的118師打掉敵人的指揮機關和炮兵，吳瑞林對兄弟部隊的評價是：“這兩個師都以勇猛的動作前進，仗打得很好。”
吳瑞林命令39軍117師：穿插出發與反突擊總攻均於2月11日17時同時進行。
根據吳瑞林的命令，117師在2月11日這天的白天睡足了覺，提早吃了晚飯，進行裝備，帶足子彈、藥品和五天幹糧。各級指揮員均提前一級編入序列，做到及時處置情況和下定決心。火器也提前配備，加強第一梯隊的火力和突擊力。全師上下均左臂係白毛巾，天剛黑下來就出發了，於16時40分前，來到穿插出發地——龍頭裏以東約3公裏的兒柴裏。
17時整，師長張竭誠站在一個山岡上，發出了莊嚴的命令：“前衛團出發！”
張竭誠指揮作戰一貫靠前，他的指揮所就在前衛團後麵行動。半個小時後，這個師全部進入了穿插“走廊”。18時許，部隊從南朝鮮軍8師16團陣地左翼穿過，踏著半尺深的積雪，急速地向東穿插，經上物安裏、倉村，一夜前進30餘公裏，於12日1時抵達昆矣洞，爾後插向鶴穀裏。但是，從昆矣洞到鶴穀裏，有一座約800米高的大山擋住了去路。
為了在吳瑞林指定的時間之前完成穿插任務，必須翻越這座山。
這是一座800多米高的大山，遍山覆蓋著冰雪，遠遠望去，白花花的像座名副其實的冰山。白天，山的陽坡積雪融化，一到夜間便凍成了一層薄冰。後麵的部隊伸頭望去，隻見正在爬山的先頭部隊像螞蟻似地在雪白的山坡上蠕動。再往上看，山峰插入茫茫的白雲。扛著重機槍的戰士們，在山下把槍卸開，輪流扛著，低頭彎腰，一步一步往上爬，山崖小道上凍得溜滑溜滑。爬起來好容易登上一節，一失腳又從上麵滾下來，摔的渾身骨節生疼。輕機槍手們也很吃力。他們在前麵拉著槍管，上麵的人一摔跟頭，往往把跟在下麵的人也滑下去很遠。不管誰跌倒了，都馬上爬起來繼續攀著樹藤或石塊往上爬，沒有一個停下來休息的。當部隊爬上山頂，天已經大亮了。
靠著英勇與頑強，117師的指戰員們終於用“兩條腿”賽過了敵人的“機械化”，提前到達了吳瑞林指定的穿插位置，搶占了要點，完全切斷了南朝鮮軍8師9團和美2師9團各一部的南逃道路以及橫城之敵的北援通路，為整個參戰部隊全殲敵人創造了極為有利的條件。
吳瑞林得知這些情況後，禁不住在心中湧起一股自豪感，多好的部隊，多好的指揮員，多好的戰鬥員啊!為了祖國而戰，為了正義而戰，天大的困難也壓不倒他們。這是敵人無法理解的，也是我軍的優勢所在。敵人失算了!他們過低地估計了我軍的膽略和力量，做夢也不會想到我們一夜之間就插到他們的縱深腹地，出現在橫城城下。
在吳瑞林的指揮下，一場惡戰開始了。
12日7時以後，從正麵戰場向橫城敗退下來的敵人越來越多，敵人突圍的數量也越來越大。在長約6公裏的公路上，突圍與反突圍的戰鬥越來越激烈。8時許，炮聲大作，緊接著橫城方向敵機起飛，坦克出城。敵人有組織的突圍和增援開始了。
與我軍指揮員身先士卒的精神形成鮮明對比的事情，在敵人陣地上出現了。下午3時許，敵人一架直升飛機在三架戰鬥機的掩護下，徐徐地降落在夏日附近的敵人防區。誌願軍戰士大多是頭一回看見直升飛機，所以兩隻眼睛一直瞅著它，隻見它在離地麵很近的半空中停住了，放下了軟梯，後來才知道南朝鮮軍8師的師長等指揮官被接走了。原來，敵軍有個規定：在緊急情況下，美軍團以上軍官，南朝鮮軍師以上軍官，可享受派飛機解救的待遇，溜之大吉，至於部隊的普通士兵，他們當然是不管了。
被困於夏日的美2師第9團和新村的南朝鮮軍8師各兩個營，沿公路向橫城方向突圍；在同一時間裏，橫城之敵兩個營在航空兵和坦克營的掩護下，出城接應南逃之敵。
看到這種情況，吳瑞林立即命令各部隊，在此決定勝負的關鍵時刻，沉著應戰，堅決鞏固既得陣地，把住這條公路，不讓兩股敵人靠攏，粉碎敵人突圍的企圖。在吳瑞林指揮下，各部隊白天采用排、連單位，用近戰殺傷敵人；夜間則組織營連為單位，襲擊敵人，以達到殺傷，消耗、疲勞敵人的目的。就這反複爭奪，白天把陣地丟掉了，夜間再奪回來，下午把陣地失掉了，晚上再奪回來。
黃昏時分，夜空升起了三顆紅色信號彈，聲勢浩大的總攻開始了!
眾多的炮火向敵人猛烈射擊：各部隊從各自的預定地點，像潮水般呼嘯著撲向敵人。在幾公裏的公路上，急驟而暴烈的槍炮聲，短促而尖厲的衝鋒號聲和粗獷而驃悍的喊殺聲，震撼著山穀。美軍飛機在空中盤旋，連續地掛著一串串的照明彈，山風翻卷著燃燒著的汽車的火舌和照明彈相互輝映，把整個戰場照耀得如同白晝一般。各路攻擊部隊勇猛衝鋒，將龜縮之敵截成數段，各個圍殲。敵人仍很頑固，火力相當強烈，利用坦克、汽車、路溝作掩護體，節節抵抗。117師394團1營處於正麵位置，迎頭痛殲敵之隊首。敵先頭一輛坦克衝過鶴穀裏公路大橋，跟隨而來的一輛吉普車剛上橋，就被守橋部隊打壞起火。敵人第二輛坦克發瘋似地將這輛正在燃燒的吉普車撞翻到河裏，衝了過去。緊緊跟隨的幾輛汽車，還未等上橋就被打得爆炸起火，癱在橋頭，堵塞了公路。在勇士們四麵猛烈火力射擊下，殘敵和200多輛汽車擁成一團，慌張自亂，自相踐踏。
進入午夜，槍炮聲稀疏下來了。經過一天一夜的激戰，吳瑞林指揮的42軍及兄弟部隊在橫城地區的反擊作戰於13日晨結束。
部隊在打掃戰場的時候，10多架美國飛機在夏日至鶴穀裏之間的公路上狂轟濫炸，投下許多燃燒彈，把他們那些狼狽不堪的坦克、汽車、火炮等炸成了一條火龍，10裏以外清晰可見。
最令人氣憤的是，當誌願軍戰士押著美國俘虜轉移的時候，幾架美機追來襲擊。指戰員們招呼俘虜們：
“為了你們生命安全，趕快疏散隱蔽！”
可是，俘虜們抬頭看見是他們自己的飛機，不以為然地原地坐著，怎麼喊也沒有動的。沒有想到，美機竟然向他們自己人俯衝掃射下來，打得俘虜們用手指著飛機，嘴裏罵著娘，紛紛抱頭躲避。美國飛機洋洋得意地飛走了。押送部隊清點了人數，美機此舉竟打死打傷100多名美軍戰俘。
戰鬥結束後，在通往橫城的公路上，到處都是被繳獲的敵人的卡車、吉普車，還有被擊毀的坦克拖著長長的履帶，公路兩旁橫七豎八地躺著敵人的屍體，有的被他們自己的火箭彈、汽油彈燒得不成樣子，在幾輛吉普車上，還坐著被燒焦了的美軍屍體，雙手還把在方向盤上，顯然是誌願軍部隊猛烈打擊他們時，這些家夥來不及逃跑才落得這樣的下場。
誌願軍司令部獲知吳瑞林指揮42軍和39軍及兄弟部隊這一輝煌戰果的報告後，當即回電表示熱烈的祝賀!戰鬥結束後，42軍參戰部隊受到了中朝聯合司令部和政治部的通令嘉獎和表揚。