2日，美骑兵第1师主力在美第1军军长米尔本和骑兵第1师师长盖伊的亲自指挥下，向龙头洞的志愿军阵地发动连续猛攻，企图打开通道，接应被包围于诸仁桥头的第8团余部突围。志愿军第39军电令第343团：“向龙山洞方向构筑坚强工事，并彻底破坏公路，阻敌来援，坚决死守。”[⑨]
2日下午，美军孤注一掷，在10余架飞机的支援下，以重炮和坦克掩护步兵，以两个多营的兵力对志愿军第343团阵地发动进攻。美军的炮火和凝固汽油弹将志愿军阵地炸成火海，工事大部被毁，但志愿军官兵以“人在阵地在，誓与阵地共存亡”的革命精神，顽强地守住了阵地，击退美军的进攻。美军伤亡达400余人，美第5团指挥官约翰逊上校也负重伤，最终被迫放弃北援云山的企图。
3日18时，志愿军第345团向诸仁桥北被围美军发起最后进攻，美第8团指挥机构和第3营在突围无望的情况下，向志愿军投降。第345团此战共歼灭美军740余人，击毁与缴获坦克14辆、汽车75辆、各种炮16门及大批物资。
至此，云山占斗全部结束。志愿军第39军重创美骑兵第1师，歼灭南朝鲜第1师第15团大部，毙伤俘敌2000余人，其中美军1800余人，缴获飞机4架、击落飞机3架，击毁和缴获坦克28辆、汽车170余辆、各种火炮119门，取得了志愿军与美军第一次较量的胜利。
云山战斗，是中国人民志愿军部队和美军部队在朝鲜战场的首次交锋。第39军发扬人民军队英勇顽强的战斗作风，利用灵活的战术，以劣势装备战胜了号称“王牌师”的美军骑兵第1师。这一胜利，极大打击了美军的嚣张气焰，也进一步坚定了志愿军的战斗信心。
[①] [美]约瑟夫undefinedmiddot;格登：《朝鲜战争未透露的内情》，341页，北京，解放军出版社，1990。
[②] United States Army In the Korean War, Policy and Direction: The First Year([美]詹姆斯F.施纳贝尔：《朝鲜战争中的美国陆军政策与指导：第一年》)，234页。
[③] 《建国以来毛泽东军事文稿》，上卷，320页，北京，军事科学出版社、中央文献出版社，2010。
[④] 参见吴信泉、徐斌洲等致彭德怀等志愿军首长电，1950年10月30日0时。
[⑤]参见彭德怀等致第39军电，1950年10月30日9时。
[⑥]参见第39军编：《中国人民解放军陆军第三十九集团军军史》，544页，1995年5月。
[⑦] ①第39军致彭德怀等志愿军首长电，1950年11月1日15时50分。
[⑧] 志愿军司令部：《我一连歼美一连，传令嘉奖》,1950年11月2日18时。
[⑨] 第39军致第343团电，1950年11月2日4时。
我志愿军于十一月二日攻克云山，沉重地打击了美国和南朝鲜侵略军。
我志愿军战士沿着云山街道追歼逃敌。
