“联合国军”的夏季攻势被我粉碎之后，并不甘心失败，仍企图以军事压力迫我就范。
9月29日，“联合国军”在经过充分准备后，发动秋季攻势。
东线的志愿军第20兵团和人民军第5军团一部抵御了敌军的“坦克劈入战”。
在志愿军第67军防御的27公里宽的阵地前，美军出动了280余辆坦克发起攻击，每天发射炮弹5万至10万发，出动飞机达100至130架次，这是朝鲜战争中，美军最大规模的一次运用坦克作战。
面对敌军坦克和步兵协同攻击，志愿军第67军边战斗边补充，边抢修工事，白天失去的阵地在夜间反击夺回。各师、各团还组建了反坦克队，在道路上设置了大量障碍物，有效减缓了敌军坦克前进的速度。
经过10昼夜的激烈战斗，敌人在艰难推进了6至9公里后，被阻拦了下来。美军损失较大而战果有限，在此之后再也不敢使用坦克，向志愿军阵地进行穿插。
美方发起的“秋季攻势”以及同期进行的空中“绞杀战”，都是损失惨重却进展甚微，在10月末，被迫转为防御。
敌人停止进攻后，志愿军又展开了部分反攻，在10月底用6个军实施了34次进攻战，每次以歼灭敌人1个连、1个营为目标，经过反复争夺，最终夺回并巩固占领了9处阵地。
在过去一个月的秋季攻势中，“联合国军”成功从中朝军队手中夺去了总计467平方公里的土地，但这一成果的代价高昂极了。
根据志愿军方面的统计，在秋季防御作战中，志愿军与北汉江以东的人民军，共歼敌、伤敌及俘敌达7.9万人。换句话说，“联合国军”每占领1平方公里的土地，就要付出170人的伤亡代价。范佛里特策动的夏季和秋季攻势就这样黯然收场。
参联会主席布莱德雷认为，美军在夏季和秋季发动的攻势行动，从战略角度来看是失败的。
他在向杜鲁门总统提交的报告中写道：
美军在朝鲜战场“施行的占领个别高地的战术，不符合美国在远东的全盘战略”；“用这种战法，李奇微至少要用20年的光景才能到达鸭绿江”。
李奇微也在回忆录中写道：
“由美军第2师和第9军实施的这些进攻行动增加了美军的伤亡，结果，在国内，尤其在国会引起了强烈的不满。在国会，人们认为，总的态势并无明显改善，不值得付出如此重大的伤亡。陆军部长弗兰克·佩斯不得不写信将‘国内战线’的这种情绪和看法告诉我。”
不过，李奇微并不承认夏秋两次攻势的失败。
他表示，这两次攻势对美军而言，并不是毫无成果：“这些行动明显地提升了我们的防御状态，同时也让中止了停战谈判的共产党人深刻意识到，回到谈判桌前，才是更明智的选择。”
李奇微的这番话带着几分自我调侃的意味。
事实上，正是因为美军在这两次攻势中遭遇了惨重的损失，他们才真正意识到，想要依靠军事力量，迫使中朝方面屈服，是无法实现的。重启谈判不仅仅是中朝方面的决定，更是美国人在战场上无法取得进展的情况下，被迫做出的无奈选择。
志愿军、人民军抗击“联合国军”夏、秋两季攻势的防御作战，对整个战争进程的影响具有全局性和转折性。
在此之前，志愿军在战略全局上主要是进行反攻性质的作战，防御作战只起局部的或辅助的作用。
当时的战役指导，更多地是在强调防御作战的机动性，注重将运动防御与反击相结合，并通过防御，为日后的反攻和进攻创造有利条件。
随着秋季防御作战的推进，尤其是在第六次战役计划取消后，军事分界线的划定成为停战谈判的核心争议，志愿军坚守现有阵地的防御战，越来越具备更为重大的战略和政治意义。阵地战不再仅仅是局部的或者辅助性的战斗，而是已成为志愿军的基本作战方式，上升到战略的高度。
1951年10月，中央军委明确了志愿军在战场上的作战方针：“坚守防御”，并指出：
“作战方针应是在现有规模上进行持久的防御战，以大量消耗敌人、争取就地停战的胜利。”
11月14日，中央发给乔大叔的电报中，对志愿军的作战方针，作出了如下表述：
“节约兵力、物力、财力，采取持久的积极防御的作战方针，坚守现在战线，大量消耗敌人，以争取战争的胜利结束。”
从1951年12月开始，战场上再次出现一个相对平静的时机，志愿军和人民军抓住这个机会，在整个战线上，展开了构筑以坑道为骨干的、坚固防御阵地的大规模筑城活动。
朝鲜战争全面进入了阵地战的新阶段。
在志愿军连续发起五次战役之后，中国领导人对战争的未来发展，有了更为现实的清晰判断，并根据实际情况，调整了战争指导方针，实行以作战方针调整和主要作战形式变换，为主要内容的军事战略转变。
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