第二阶段战术反击作战中，规模最大、争夺最激烈的，是第38军反击白马山主峰394.8高地和281.2高地的战斗。白马山位于铁原西北10公里的药山洞地区，由西北走向东南，长约3公里，由一群以394.8高地为主的山岭组成，主要高地是394.8高地和281.2高地，与志愿军第38军项里北山阵地相对峙。白马山394.8高地是美军在铁原西北的前哨阵地，其东面是铁原平原，南面有通往汉城的主要补给线。美军如果失去394.8高地，在铁原就很难站住脚。因此，在此构筑了相当坚固的防御工事，防御设施层层密布。特别是主峰394.8高地，有坑道和钢筋水泥地堡群。这两个高地既是美军发动进攻的依托，又是志愿军进攻的障碍。参加第二阶段反击作战的第38军，决定啃掉这两块硬骨头。
　　 这时，38军军长梁兴初已调任西海岸指挥所副司令员，江拥辉刚接任军长。这一次战斗规模比较大，所以第38军上上下下都十分重视，准备也很充分。参战部队第114师提前6周进行了战前练兵，演练苏式新装备及通讯联络，步炮协同等战斗组织与战术动作。还以一个多月时间储备了大量物资。加强了炮兵和坦克，参战的各种口径火炮达182门，坦克17辆，还有59门高炮和122挺高射机枪担任对空作战。除了没飞机，什么都齐了。
　　 这两个高地均由韩第9师第30团防守，其中394.8高地为2个营，281.2高地为2个连。1952年10月3日，第38军114师340团7连文化教员谷中蛟被俘叛变，供述了志愿军第38军114师准备进攻白马山的情况。韩军第9师师长金钟武极为重视，立即下令各部进行战斗准备。韩军第9师30团彻夜完成掩体150多个，加固了掩盖壕工事，将交通沟深挖至一人多深，形成环形防御。阵前铁丝网由3层增至7层，同时设置了大量防步兵地雷、防坦克地雷、照明雷和凝固汽油弹雷。为保证通讯畅通，将营、连、排、之间的电话线全部埋入地下。金钟武加强了防御火力，除该师属3个榴弹炮营、一个重迫击炮连和一个坦克连外，美第9军为其加强了3个美军炮兵营和一个坦克连，另加强一个韩军炮兵营。美第5航空队和远东轰炸机指挥部，为其提供支援作战的飞机，并专门提供1架用于夜间照明的飞机。师长金钟武控制一个团另一个营作为预备队。
　　 志愿军114师按照计划，由6个连另两个排800多人组成了突击队，于10月5日半夜潜伏到敌阵地前沿。6日17时30分，3颗红色信号弹腾空而起，第38军的炮群开始轰击，特别是苏制“喀秋莎”火箭炮更是十分厉害，白马山两个山头顿时成了一片火海。炮火突袭刚一结束，突击部队从潜伏区一跃而起，向白马山发起多路攻击。第340团4个连又两个排，分5路攻向394.8高地；第339团第3连两个排、第7连一个排攻向281.2高地。
　　 经过激烈战斗，志愿军攻占了281.2高地。但是，攻击394.8高地的部队，进攻不顺利。他们于当夜夺取了主峰以北几个山头。但遭对方炮火猛烈拦击，伤亡过大，加之弹药消耗殆尽，被阻在主峰前面，失去进攻能力。志愿军114师又投入3个营和2个连进攻主峰，战至8日l时27分攻占了主峰，歼灭了韩第9师第30团大部。
　　 韩军第30团兵员损伤过半，被迫撤出休整。韩军第9师师长金钟武将主力团第28团投入战斗。这团是个加强团，上阵时兵员就有将近4000余人，在强大炮火支援下，全然不顾重大伤亡，与志愿军第342团在主峰上来回拉锯。第342团第1连在主峰上坚守两天两夜后，全连伤亡殆尽，剩下的17名重伤员与敌人肉搏，也相继牺牲。主峰再次易手。
　　 志愿军第38军军长江拥辉急了眼，当即拿出第38军的头号主力团第112师334团，再向主峰奋力一扑，夺回了主峰。韩军第9师师长金钟武不甘示弱，不断调集部队增援上来，在航空兵和大量炮兵掩护下向主峰轮番冲击。只两天功夫，志愿军第334团两个营就伤亡了一大半。而韩9师援兵还在源源不断地扑上来。第334团部队伤亡过大，江拥辉军长只好命令他们撤出战斗，阵地交由第342团防守。第342团本来在进攻时伤亡就很大，又未能得以及时的补充，面对韩9师源源不断地生力军，当然更难以组织起有效的防御了。结果韩军第29团一个反冲击打上来，又把主峰抢了回去。
　　 此后，双方在此展开了激烈的争夺。韩国第9师先后将其3个团全部投入战斗，并得到美国空军和强大炮火的支援。在对方猛烈火力的轰击下，志愿军第38军部队英勇顽强，拼力争夺，主峰阵地多次易手。
　　 战至10月14日，志愿军第38军已使用5个多团的兵力，军第二梯队已全部用上。军长江拥辉这个时候冷静地掂量了一下形势：虽然第38军已经占领了白马山地区大部分高地，但韩军第9师预有准备，已经夺得先机，且利用时间集中了强大的支援炮群，对第38军已占各点进行反复覆盖射击，后面还有美步兵第3师部队随时准备增援，若继续与之争夺，付出的代价太大，阵地也很难巩固。既然现在两个目标已经完成了一个，不如断然撤出战斗，以保持主动。请示兵团王近山代司令员同意后，江拥辉决定：攻击部队于15日3时前全部撤出阵地。
　　 第38军与韩国第9师在该高地争夺8天9夜，共毙伤俘敌9300余名，击落敌机26架，击伤32架，毁伤敌坦克5辆。