국군과 유엔군은 9월 중순 이후 작전의 주도권을 확보하자 1950년 9월 15일 전격적으로 인천상륙 작전을 감행하였고 동시에 낙동강 전선에서의 총반격작전을 단행하였다. 인천상륙부대인 미 제10군단은 9월 15일 인천상륙에 성공한 뒤 그 이튿날에는 경인가도로 진출하였다. 9월 18일에는 김포를 점령하였으며 9월 19일에는 한강선에 이르러 그곳에서 도하작전을 전개, 서울 탈환작전을 개시하였다.
1950년 9월15일 미해병 상륙 개시(1950), CET0047917(10-1)
아군의 입성을 환영하는 인천 시민들(1950), CET0047917(2-1)
인천상륙작전에 뒤이어 9월 16일에는 미 제8군도 총반격작전을 개시하여 약 1주일간의 치열한 전투를 치른끝에 9월 22일~23일에는 북한군의 낙동강 방어선을 돌파하는데 성공하였다. 이에 북한군은 9월 23일 이후 모든 전선에서 후퇴하기 시작하였다. 이 때부터 유엔군은 경부축선과 호남우회로를 따라 진격하였고, 국군은 중부와 동부 지역에서 중앙선 축선과 동해안 도로를 따라 진격하여 서울을 90일 만에 수복하고 97일 만에 38도선을 회복하였다.
태극무공훈장1(1950), BA0839371(1-1)
38도선 이남지역을 회복한 국군과 유엔군은 10월 1일부터 10월 11일 사이에 군단별로 각각 38도선을 넘어 북한지역으로 총반격작전을 개시하였다. 국군 및 유엔군의 진격은 순조롭게 이루어져 동부의 국군 제1군단은 10월 10일에 원산을, 17일에 함흥을 점령하였으며, 서부의 미 제1군단은 10월 19일에 평양을 탈환하였다. 그리고 중부의 국군 제2군단은 10월 18일 양덕을 거쳐 10월 23일에는 청천강선까지 도달하였다.
청천강선에 도달한 국군 및 유엔군은 10월 24일에 한·만 국경선을 향한 총공격작전을 개시하였다. 그러나 다음날인 10월 25일 국군과 유엔군이 박천-운산-온정리-희천을 연하는 선까지 진출하였을 때 중공군의 기습공격을 받았다.
국군과 유엔군은 일단 공세가 좌절된 채 많은 희생을 치르면서 11월 7일 청천강 선으로 철수하다가 11월 24일을 기하여 다시 총공세를 감행했다. 미 제8군은 다음날 정주-운산-구창동-덕천-영원선에 이르렀으나 또 다시 중공군의 대대적인 공격을 받았다.
6.25전쟁 시 국군의 전단지(1950), CET0048225(3-1)
국경선을 넘어 들어오는 중공군 모습(1950), CET0048171(6-1)
이로써 국군과 유엔군은 중공군이 대대적으로 전쟁에 개입한 사실을 확인하였고, 예기치 못했던 중공군의 개입으로 반격작전을 개시한 지 71일 만에 철수작전으로 전환할 수밖에 없었다.
