11月27日，第二十軍向長津水庫東側發起攻擊，第二十七軍向長津水庫西側發起攻擊。美第七師除第五團少數逃竄外全部被殲，第一師被殲5個完整營。第一師在第二次世界大戰中曾以能征善戰而著名，號稱“常勝軍”。在長津湖受到如此慘重打擊，這在該師170年的曆史上尚屬首次。
俗話說，驕兵必敗，而兵敗如山倒。美陸戰第一師和第七師受到重創後，一下子亂了套，紛紛丟棄重型裝備，狼狽向鹹興逃竄。陶勇指揮部隊乘勝追擊。他還是那一套：有車不坐，有馬不騎，拄著木棍，同戰士一樣爬山越嶺，隨時向戰士們鼓動幾句。戰士見狀，不衝到首長前麵豈不羞死？他和戰士一樣，餓了，抓一把炒麵塞在嘴裏，再吃上幾口雪。所謂炒麵，是用70％的小麥，30％的大豆、高粱米或玉米等糧食，經炒熟、磨碎加0.5％的食鹽，混合製成的一種易於運輸、儲存和食用的方便食品。所不同的是，打仗時戰士們都隨身背著一條炒麵口袋，陶勇的炒麵袋子是警衛員背著，都是一樣的料，一樣的吃法。
但這樣一來，戰士餓了隨時可以抓兩口，而陶勇一聞到戰士吃的豆香，便嘴裏冒酸水，他暗自咽下，隻好忍著。因為他還得指揮部隊追擊。
再一個敵人就是冷，它像野獸似的噬咬著那些穿單衣單褲的士兵。
當時正值嚴冬，又來了寒流，許多來自南方的指戰員，缺乏禦寒經驗，在臉部凍得發麻，耳、鼻失掉知覺變得非常脆硬的情況下，亂摸亂擦，使鼻子、耳朵掉了，手指折了。陶勇看了心裏很疼。他安慰傷員別怕，囑咐醫生護士小心點治傷，想辦法治好。在指揮所進到第一線時，一時找不到合適地點，參謀人員提議，讓附近傷病員騰出一些貓兒洞作指揮所用。陶勇眼一瞪：“不行！傷病員移動不便，我們可在山溝裏找個地方設置指揮所嘛！”
南逃的敵人倒是體現出“王者風範”。組織得很嚴密：天上有大量飛機，實施空中掩護，地麵有大量坦克、大炮。突圍部隊以坦克為先導，以裝甲車、坦克殿後，形成以坦克、裝甲車為主體的突圍隊形。當時我軍不少指戰員兩足凍傷，但仍頑強地緊緊追擊逃敵。而對敵坦克感到棘手，難以製服。陶勇就近找了第一線各師長研究打坦克戰法。他認為：“對付敵人坦克不能靠死打硬拚，我們反坦克武器少，硬碰硬是不行的，要發動群眾，采取破路，以小分隊突擊結合火力襲擊的多種戰法；要集中力量打擊敵之摩托化步兵與坦克。”他想起過去解放戰爭時期的辦法：“那時的魯南戰役殲滅敵快速縱隊，用的就是破路的辦法，用土洋結合的方法獲得勝利的。”
這都是些從解放戰爭打過來的師長，燈一撥就亮，立即分頭行動。果然，路被破壞之後，敵人的坦克、裝甲車就開不動了，成了一堆廢鐵。
九兵團從長津湖打起，一直打到東部沿海城市鹹興、興南地區。會集在那裏的美軍在第七艦隊的掩護下，準備從海上撤退。陶勇指揮部隊實施攻擊，命令炮兵集中火力掃清障礙，並利用大霧天氣，向陸戰第一師防禦薄弱點的西側進攻。此時，大霧剛過又降大雪，陶勇命令部隊把衣褲翻過來穿，這樣穿著白色衣褲在雪天裏行走，敵人很難發現。
興南是一座較大的工業城市，又是重要的海港。麥克阿瑟要求美軍堅持十天，以便把集結在此的十餘萬部隊和興南城機器設備、技術人員一起撤走。因此，擔任防禦任務的敵第十軍，憑借海岸附近的有利地形，運用艦炮、坦克、大炮，組成層層交叉火力網，封鎖誌願軍。誌願軍開始一批接著一批的衝鋒，傷亡很大。陶勇冒著彈雨，在興南四周仔細觀察，他根據敵人活動規律，製止了部隊的貿然衝鋒，命令部隊利用有利地形重點打好夜戰、近戰，部隊的傷亡開始下降。24日，我軍占領了興南，第二次戰役勝利結束。
第二戰役扭轉了朝鮮戰局。第九兵團在那樣艱苦的條件下，堅持了將近一個月的時間，把美十軍趕下了海，陶勇功不可沒。誌司和毛澤東都給九兵團發了嘉獎令，毛澤東在嘉獎令中說：“你們在極其困難的條件下，完成了巨大的戰略任務。”
不幾天，飽嚐失敗之苦的美第八集團軍司令沃克將軍乘坐吉普車時被撞身亡。他的繼任者是後來的“聯合國軍”總司令李奇微。當還沒下台的“聯合國軍”總司令麥克阿瑟以西點軍校校長和總司令的雙重身份向李奇微訓話時，特別提醒他的下級：“不要小看了中國人，他們是很危險的敵人。沃克曾報告，中國軍隊常常避開大路，利用山嶺、丘陵作為接近路。他們總是插入我縱深發起攻擊。其步兵手中的武器運用得比我們充分。敵軍慣於在夜間運動和作戰。中國的整個軍事機器都投入了這場戰爭。”
狡猾的李奇微