彭德怀的命令迅速传达到部队。听说与美国王牌师交手，第39军官兵斗志更旺，一股英雄豪气陡然而生。一位班长说：“它是王牌，老子就是王中王，专克狗日的王牌军！”志愿军的进攻更加猛烈。到23时，志愿军已经攻克云山外围的全部高地。师长汪洋立即命令预备队第346团投入战斗，向云山城内发动进攻。第346团团长吴宝光亲自到尖刀连——第4连布置任务，要求他们不顾一切，决不恋战，直插云山城内，来个中心开花，为团主力打开通路！

　　第4连跑步前进，很快便通过了美军的炮火封锁区，进至云山城边的三滩川大桥附近。这里是进入云山的必经之路，美军严密布防。第4连隐蔽前进，直到距大桥150米时才突然开火，发起冲锋。尖刀排冲上桥头，迂回分队则迅速解决了美军迫击炮阵地。趁敌混乱，全连突入了云山城。

　　副班长赵子林带领三名战士，两人一组，交替掩护，冲在全连的最前面。在城中心的十字路口，迎面碰上了一辆美军的重型坦克，坦克后面跟着车队。他们一阵射击，卡车上的步兵纷纷跳下车。坦克也掉转炮塔，对准赵子林等人猛烈扫射。其它几个战斗小组这时也已先后赶到，与美军形成对峙。赵于林见状，找来两根爆破筒，喊道：“掩护我！，就向坦克扑去。

　　美军坦克发现有人接近，马上封锁街面。赵于林躲进街旁的屋子，穿墙破门，一直冲到了坦克近前。不料，爆破筒插不进行驶中的坦克履带。赵子林情急之下，干脆横刀立马，冲上街头，等美军坦克驶到眼前，方拉响爆破筒，纵身跳入了路旁的一间空屋子里。

　　“轰隆”一声巨响，房屋被震得泥土直落。赵子林抖掉尘土，跑到大街上一看，不由得哈哈大笑，只见美军坦克的履带被炸成了几段，车体在巨大的惯性驱动下，冲出好几米，压扁了一辆吉普车，车上的几名美军也变成了肉酱。

　　拔掉“拦路虎”，4连直捣美军指挥所，战士们高喊着“缴枪不杀”冲人院中。活着的美军听不懂中文，不知如何是好。一位志愿军战士对准天上就是一梭子，叫道：“不服气吗？咱们再打”，美军听不懂中文，却听懂了枪声，急忙举起了双手。

　　紧随着第4连，志愿军其它部队从四面八方突人了云山城，与美军展开了巷战。在志愿军的猛烈进攻之下，美军已经斗志全无。为避免全军覆没，团长帕尔莫只好下令向南撤退。由云山向南有两条公路，一条通向龙山洞，一条经上九洞、立石通向宁边，两条公路在西迂洞附近分叉。午夜过后，美军部队开始后撤。由于通往龙山洞的公路已被切断，帕尔莫命令部队向立石方向撤退。

　　然而，想跑，已经来不及了。美军先头部队刚刚通过西迂洞路口，主力即被志愿军挡住了去路。担负穿插任务的志愿军第348团如神兵天降，一举攻占西迂洞路口，封锁了美军南撤的通路，将其拦腰截成数段，并趁势以一部攻占云山机场，全歼守敌1个连，美军的4架飞机还没来得及起飞，就变成了志愿军的战利品。