20摄氏度的严寒同美军激战，将该敌3100人全歼，创造了志愿军一次战斗全歼美军一个多团的范例。美军发生动摇，全线向南退却。志愿军乘胜节节阻截，步步紧迫。美军全线动摇、全线撤退。战役的惨败牵动了美国朝野和民众的心，引起了全世界的关注。至12月12日，美军陆战一师在伤亡过半的情况下，在美第三师和大量空军的掩护下，侥幸逃脱。志愿军不断扩大战果，17日追到咸兴。第九兵团一鼓作气猛追不舍，收复兴南及沿海港口。东线作战中共歼敌1.3万人。美军第十军所部在300艘舰船的接应下，败退釜山。第二次战役就此结束。

第二次战役，东、西线共消灭“联合国军”3.6万余人，其中美军2.4万余人，解放了朝鲜首都平壤，“联合国军”败退到“三八线”以南地区，迫使敌人由进攻转入防御。志愿军不但站稳了脚跟，而且扭转了朝鲜战局。至此，美国政府与军方高层才恍然大悟：中国军队主力已经投入半岛战场。