由于是夜间混战，加之高原山区通讯不畅，双方的重炮用处不大，主要是迫击炮、机枪、冲锋枪、手榴弹等步兵武器的厮杀。
志愿军有限的迫击炮受冻变形不能使用，步兵持有的枪械，也有大量撞针受冻变形，难以使用。最有效的攻击，就是依靠冲锋，不惜代价抵近美军，然后以手榴弹投掷，通过近战，击垮美军。
依照之前在国内对国军作战经验，如此猛烈冲锋发起夜袭，抵近以手榴弹近战，大多可以速战速决，赢得胜利。
不过，79师的第一波进攻没有突破美军的防御。
美军前沿阵地设置大量的铁丝网障碍、地雷，极大阻碍了志愿军步兵冲锋。美军前线虽然也有迫击炮受冻变形，但是美军其余重机枪、各型小口径火炮依旧可以组织威力极大的火力网，使得志愿军在火力弱势情况下，伤亡极为惨重，却极难冲锋抵近，近战制敌。
战事变得胶着起来。一旦夜袭失去速战速决可能，战局也就变得更为危险。
就在柳潭里外围枪声响起不过10分钟，美军密集发射照明弹，照亮柳潭里上空，犹如白昼。同时，美军部署在柳潭里核心阵地的1个营建制的155mm榴弹炮群和1个营建制的105mm榴弹炮群，按照前线美军引导，快速向志愿军攻击集群发起了猛烈炮击。
密集的高强度、高烈度的火力急袭，以及照明弹此起彼落映照战场，使得在国内战争积累了丰富夜战经验的志愿军，陡遇全新战场问题。
志愿军入朝作战初期，无线电通讯装备极为欠缺，仅在师、团级别使用。当时，第9兵团参战各部极缺无线电通讯装备，长途行军，发起夜袭，志愿军更无足够物资、时间为各主攻营、连单位牵置电话线。
因而，柳潭里激战之时，志愿军团级指挥往营、连之间，只能依靠通讯员跑步传递信息，辅以军号、口哨、信号弹、手电筒光完成战时通讯。战时通讯无法得到保障，冲锋部队虽然英勇，但是攻击效率大受影响。
第235团1营营长迟念佳率先向1282高地发动进攻，配合本团特务连和机炮1连共五个连的兵力，轮番攻击防守高地的美军。
1282高地，是柳潭里北面最重要高地。不仅庇护柳潭里美军主阵地，而且还庇护着柳潭里的美军至关重要的榴弹炮阵地。
按照国内战争的经验，以济南第一团一个加强营的兵力攻击一个山头（连级阵地），应该是手攥把掐。但235团1营的运气不佳，遇到对手是士气旺盛的陆7团E连的两个排。该连曾在烟台峰对阵四野第42军的战斗中有过上乘表现，战斗力强，还有个美国着名悍将排长杨西中尉。
战斗异常激烈，双方多次进行肉搏战。
杨西右脸中了一枪，子弹从后脖子下面打出去，右眼球都打出来了，显然这是因为争夺山头时开枪的志愿军在上面，杨西在下面。
按美军E连的士兵回忆，杨西模糊中掏出手枪击毙对方，然后小心翼翼地把眼球放回眼眶，竟然继续打。然后在山头间又跑又喊，每出一声都要吐口血，场面惊人。
天气严寒，双方水冷重机枪都受到影响，志愿军用棉被包裹也无用，基本是轻武器拼搏与刺刀工兵锹肉搏。美军E连连长阵亡，副连长代替指挥后重伤，各排各自为战，士兵伤亡惨重。由于1282高地的位置非常重要，美军先后派出五个排陆续增援1282高地。
连长菲利浦斯满目赤红，捡起一支步枪插入雪地，怒吼道：“我他妈就在这守着！”话音未落，便被乱枪射杀。
连长菲利普斯阵亡，雷蒙德中尉接任，随后负伤死亡，排长杨西中尉被炸双目失明，但E连仍然没有放弃阵地。
两军抵近鏖战，1282高地吃紧，高地背后的美军跑群几乎没有步兵守卫。于是，激战之时，美军再无退路，只得以两个155mm、105mm大口径重炮群，40余门重炮，几乎以90度仰角，向1282高地集中火力，实施无间歇射击，火力强度、烈度，远非淮海战场国共激战，双方在数十平方公里战场投入十余门重炮的火力可比。
简单火力换算，一门大口径重炮，最少可以相当1个步兵连。
因此，美军在柳潭里的2个炮群，火力大约相当志愿军的5个步兵团。
然而，由于没有无线电保障，再加上初战对美军情况了解不多，使得无论坐镇江界指挥全局的第9兵团司令宋时轮，还是亲临前线指挥作战的副司令陶勇，以及其他军长、师长们，均无法在激战之时，对1282高地作战进行适时指挥，快速调整。
现代战争，节奏既快，变数极大。指挥稍微滞后，前线官兵就会遇到相当的麻烦。
整整一夜，第79师第235团等攻击部队按照战前预定计划进攻，都是遭遇美军炮群以密集弹幕阻挡，伤亡惨重，无法争取实质性突破。
28日天明时分，志愿军235团1营集合剩下的士兵以排为单位再次冲向山顶，全部英勇牺牲。1282高地的主峰仍在美军手中，235团1营仅占领了部分高地，但五个进攻连队基本打光，剩余人员不得不合编为一个小连，80人左右，撤出山头。山坡上来不及搬运的志愿军烈士遗体，就高达三百余具。
美军在1282高地的1个加强陆战连，除冻伤、轻重伤和阵亡之外，幸存者也仅30来人。
进攻1240高地的是235团2营，营长是马永清，对手为陆战一师7团D连。
第2营在夜间行军时走错了道路，拂晓前发起进攻。
战斗发起之时，志愿军冲锋集群吹响口哨，军号，于积雪深达半米的山坡，一步一步地艰难、缓慢地移动着冻僵身躯，向美军阵地发起仰攻。
志愿军的严明纪律和战斗意志，使得美军震惊。
这一幕，美军参战者回忆录记载：
“摇摇晃晃，像僵硬的木头一样……虽缓慢，但却坚定的在加速、在冲锋！”
通常，美军陆战队一个连有2挺重机枪、10挺以上的轻机枪和数门轻型迫击炮。此外，便是配属作战官兵的各型当时火力最为猛烈的自动、半自动单兵武器。
而他们对面的志愿军，已经苦苦行军一周，兜里可能只有几颗土豆，一排子弹。这点微不足道的物资，可能就是他们在未来数天激战里，所能用的、关乎生死的全部单兵物资。
志愿军仰攻美军阵地，没有炮火准备，迫击炮、步枪等等武器也大多被酷寒冻坏了枪栓、撞针，少量能够发射的迫击炮，也很快耗尽了炮弹。
结果，235团2营“因冲击队形密集，遭敌火力和反冲击之杀伤，大部失去战斗力”。美军7团D连，这个200多人的美军陆战连，遭遇冻伤、轻重伤和阵亡减员，最后打得也只剩16个人，连长赫尔上尉也负伤，退路也被切断，但仍然死战不退。
235团2营经过一夜战斗后也基本丧失战斗力，团长王歧秀看到攻击部队伤亡殆尽，不得不调动平时舍不得排的3营增援。3营7连是着名的济南第一连，是3营三个钢、铁、锤连队之一的钢连，由7连副连长的辛殿良亲自带队增援1240高地，与美军形成对峙。
这里要点明的是，7连副连长辛殿良是华东一级战斗英雄。
相对第235团，当夜第237团的攻击较为顺利。因为237团负责攻击的三个高地距离柳潭里比较远，即便丢失也不会对柳潭里形成威胁，所以美军没有发出死守的命令。
甚至入朝第一天就遭到美机轰炸营部（营连干部中仅存活一名查岗外出的副指导员）的第237团3营，也顺利攻占小德村西山，但第237团在居高临下向柳潭里突击时，经过一片开阔地时，遭受美军来自两个方向的火力夹击，三个营基本丧失战斗力。
据第237团2营6连迫击炮班战士沈云田回忆，“打到第二天天亮时，指导员清点人数，连里就没剩几个人了，迫击炮班算是最好的，活着的只剩5人”。
第79师对柳潭里的进攻，以27日晚最为猛烈，算是一鼓作气。虽然占领了柳潭里西北部几个高地，但距离柳潭里较远，作用不大。最关键的1282与1240高地都仅仅是部分占领，形成对峙局面。
79师第235团，共6个步兵营，仅在一夜之间，就损失了5个营。虽然1282高地，调上了3营铁8连投入战斗，但很快就消耗殆尽，连长济南英雄李永江阵亡。
第27军79师下辖的3个团中，只有负责从东面迂回的第236团伤亡较小。
这并非因为该部队表现得特别出色，而是由于向南迂回时，旧邑的里江成为阻碍，导致当晚未能按计划展开行动。
当时志愿军所用的地图是30年前由日本人绘制的老版本，长津湖水库尚未完工，地图上标注的地形与实际情况存在诸多出入。
第236团抵达江边时，因寻找渡口而耽误了时间。事实上，当晚气温骤降至零下27摄氏度，江面早已结上厚厚的冰层，足以让人马通过。然而，当他们发现可以直接踏冰渡江时，天已经大亮，战机因此错失。
经过11月27日夜间的战斗，美军发现志愿军英勇顽强的战斗意志举世罕见。志愿军也开始明白：陆战1师的火力优势远超想象，而且陆战1师的战斗精神也远远超出预料。
后来，中国的抗美援朝战史中，客观且公正地将陆战一师评价为“美国战斗力最强的部队”。
在所有减员人数中，除了因火力造成的伤亡外，冻伤的比例竟然高达三分之一。查看当时志愿军的战报，频繁可以看到“伤亡严重”“大部分伤亡”“失去战斗力”“大部分失去战斗能力”等词句，令人触目惊心。
28日79师投入了师预备队236团，守卫这些出发阵地的236团，又不得不暴露在美军优势的航空和重炮攻击之下，以1240高地为例，28日拂晓投入236团2营，两天后2营打光，1营奉命接替。
据236团1营教导员李炳章回忆，1营上山后展开1连和3连，天亮后美军的飞机和大炮发挥了优势，没工事没战壕，光秃秃的山顶上挨炮弹，其3连仅剩6－7人。
这时236团政委温茂卿打来电话：老李啊，你们是否缴获了美国骆驼牌香烟？如果有的话，派人送点到团部。气得李炳章大叫：“送你个球！不知道我的3连仅剩7个人了吗？”
实施两翼迂回，是第79师当日攻击部署的重要环节。然而，承担迂回任务的两个团均未能成功完成任务，导致全师陷入正面强攻的被动局面。到28日清晨，部队仅攻下柳潭里以北的多个高地，与敌军呈现对峙状态。
从28日起，志愿军已经无力再度发起全面攻击，在剩余的四天里不得不转入对即得阵地的防守，等待军预备队第94师援兵的到来。
第27军在长津湖两侧发动攻击的同时，第20军各部按照计划，分别在长津湖以西和以南展开了行动。
第58师推进至下碣隅里以南的上坪里和富盛里，从东、南、西三面对下碣隅里形成包围态势；
第59师攻占了下碣隅里西北的死鹰岭和西兴里，切断了柳潭里与下碣隅里的联系；
第60师占领了下碣隅里以南的乾磁开至小民泰里一线，截断了由下碣隅里向南的交通线，并派出一部分部队向古土水及其南侧的黄草岭推进，准备阻击从兴南北援的敌军；
与此同时，第89师逼近社仓里。
就此，第9兵团第20军、第27军尚有建制完整、基本齐装满员的5个步兵师，分路穿插，完成了对长津湖地区的美陆战1师，及配属美陆战1师作战的美7师第31团战斗队包围在柳潭里、新兴里和下碣隅里等几个孤立据点中，切断了它们之间的联络，为下一步的作战创造了有利条件。
简而言之，志愿军第9兵团主力10余万人，以优势兵力，对长津湖地区的美军各部约万余人，基本形成了包围态势。
长津湖战役由此全面打响。
然而，志愿军缺乏通讯设备、后勤保障及相应重武器装备，虽然完成了对美军的包围，要想围歼美军，确实非常困难。
其中，在美军主力防守的柳潭里地区，为美陆战1师第5团、第7团等主力，虽然失去大多外围阵地，但是凭借美军空援和柳潭里强大火力，美军依然与志愿军形成对峙。
这时，宋时轮在远在100公里之外的第9兵团指挥部判读战况，认为柳潭里美军为美军陆战1师主力，兵力为战前预判2倍。
同时，宋时轮也得到了下碣隅里为美陆战1师基地及防务空虚的报告。
就此，宋时轮决定避实击虚，命令放缓进攻柳潭里，调整主攻，转向新兴里和下碣隅里。
命令下达，第27军即刻将预备投入1282高地兵力转向下碣隅里，第79师也就只得赶在天亮美军战机攻击之前，快速从占领美军的阵地撤退。
由此，志愿军未及破坏缴获的数门重炮，以致美军失而复得。
第27军等部放缓了对柳潭里的进攻，尤其放缓了对1282高地的进攻，使得美军在长津湖战区的主要重炮部队得以幸免。此后，这支重炮部队则成为美军对志愿军威胁最大的地面火力集群。
1950年11月28日，西线战场的美第8集团军与志愿军西线兵团在清川江一带，正面展开激战。就此，志愿军援朝参战既成事实，麦克阿瑟迫于政治、外交、军事等方面的逼压，沮丧命令西线部队撤退。
同时，麦克阿瑟也给阿尔蒙德下达命令，要求东线美军第10军各部退往兴南港。
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