砥平里，位于横城以西、杨平以东、南汉江以北。美第2师第23团、法国营、1个105毫米榴弹炮兵营、1个坦克中队、1个155毫米榴弹炮兵连、1个高射炮连，共6000余人，有榴弹炮24门、坦克21辆和迫击炮5l门，自1951年2月3日占领该地区后，以村庄为中心，已构筑环形防御地，并有设防要点。兵力部署除团部保留1个连、各营保留1个排为预备队外，其余全部兵力均部署在第一线，且以坦克配置在第一线的外围。志愿军主力在横城地区发起反击后，砥平里美军等开始动摇，有向南撤退的迹象。
2月12日8时，彭德怀致电邓华并第39军军长吴信泉、政治委员徐斌洲，指出：“伪八师已大部就歼……战役口子已经打开，敌人可能动摇，应考志对卅九军主力及一二六师的使用[①]，最好以一部于正面抓住砥平里之敌，将主力插至敌侧后去，乘敌撤退时，在运动中歼灭之。在横城地区之敌彻底解决时，卅九、四十、四二、六六军则应准备向原州、忠州方向扩张战果，具体部署由邓考虑决定之。”同日15时，联司令金雄集团向平昌、旌善扩张战果。
志愿军当时估计，砥平里之敌有4个营，只有野战工事。2月12日，邓华令第40军第119师配合第39军主力和第42军第126师，准备于13日晚围歼砥平里之敌。2月12日晚，第42军第126师向砥平里以南曲水里地区插进，以切断砥平里之敌向梨浦里、利川方向的退路。第40军令第119师及第120师第359团，于12日晚进至砥平里东北之下高松、上加里地区。第39军令第116师从砥平里东南的三山里以西，向西插至丹石里地区，以切断砥平里通往骊州和通往文幕里的公路；13日晚，第115师一部进至加乃洞、三山里地区与第116师衔接，师主力进至砥平里以东桂良、松亭地区，准备阻击由原州、文幕里、骊州可能向砥平里增援之敌，并阻击从砥平里可能南逃之敌。
13日，砥平里东南石谷里、梅月里地区的敌军已经南撤，志愿军第39军第116师已进至这一地区，砥平里以东上高松、石隅的敌军已回缩砥平里。鉴于此，为堵歼砥平里之敌，当日10时，邓华令第116师应即向注岩里前进，截断砥平里之敌向东南退路；第119师应逼近砥平里抓住该敌；第126师应插到砥平里以南截断其南逃退路，如已被抓住、截断，即准备黄昏攻歼之，如敌逃跑，各部即猛追之；第115师应靠近第116师，以便随时加入战斗，并加强向文幕里方向警戒。
13日13时，邓华对歼灭砥平里之敌作了具体攻击部署：为争取时间抓住砥平里、望美里之敌，定于2月13日17时半开始攻击。以第40军第119师北面和东面向砥平里攻击，该师第356团从上高松由东向西攻击砥平里，第357团从广滩里由北向南攻击砥平里；以第42军第375团从黄巨里向砥平里东南的草旺里攻击，以该军第126师第376团和第377团从西面和西南面向砥平里攻击，第378团打梨浦里来援之敌。
13日14时，邓华至电第42军、第66、第40军，决定以第42、第66军两军主力及第40军第120师，于13日晚抓住原州之敌并分割原州与文幕里之敌的联系。以第42军主力进至原州西南地区，截断原州之敌西向南文幕里和南向牧溪里的退路；第66军主力进至原州东北地区，破坏道路；第120师进至原州西北地区，并归第42军指挥。第117、第118、第198师在横城地区打扫战场，14日晚向原州方向行动。
2月13日17时30分，志愿军各部对砥平里之敌发起了攻击。
2月13日，砥平里之敌确曾动摇，美第23团团长和美第10军军长均曾建议在砥平里的美第23团等部于14日开始撤退，但李奇微认为：放弃砥平里势必使西面的美第9军右翼暴露，面临威胁。如果美第9军遭受攻击，不仅使正在进行的进攻收不到预期的效果，而且招致全线龟裂，同时丧失反击的重要据点。他的结论是：“敌军为这次攻势的成功，攻占砥平里是绝对必要的。因此，我军无论如何要确保砥平里。”于是李奇微当即下达了死守砥平里的作战命令。其要点是：美第10军以位于文幕里的美第2师第38团增援砥平里的第23团；美第9军将右翼南朝鲜第6师和英第27旅向砥平里和文幕里之间转移，封闭美第10军前面的间隙。
如此，美第23团只好决心死守砥平里。此外，砥平里的部队并未减少，不是志愿军估计的4个营，而是4个步兵营、1个炮兵营又1个炮兵连、1个高炮连和1个坦克中队，总兵力6000余人，火力和工事均较强。
志愿军当晚攻击部队6个团只10000余人，只有3个炮兵连支援作战，每门炮只20～30发炮弹，将砥平里之敌全面包围，次日晨，第39军第115师2个团也加入战斗。由于砥平里之敌防御工事较坚固，火力强，平均每门炮发射炮弹250余发。而志愿军攻击兵力、火力均弱，虽压缩了砥平里之敌的防守范围，歼其一部，并击伤美第23团团长，但未能将砥平里之敌根本打动。
14日美军出动飞机，对砥平里外围的志愿军阵地进行猛烈轰炸扫射。同时，东调美骑兵第1师第5、第8团至梨浦，南朝鲜第6师至骊州、利川之间，英第27旅位于骊州、文幕里之间。14日10时，美骑兵第5团以汽车8辆，载步兵100余人，由梨浦里渡过南汉江企图增援砥平里，被志愿军第126师阻击在于龙里以南。黄昏，骊州、梨浦里敌600余人出援，分3路进至注岩里以南、内龙里、外龙里，被志愿军第116师第346团部队阻击。原州以北之敌仍在构筑阵地，未有撤退模样。因此，必须迅速歼灭砥平里之敌，以免在敌援兵到达后与敌胶着。
