23日天刚黑，火箭炮团以一个营8门火箭炮对597.9高地进行了两次齐射。可惜由于高地面积太小，大多数炮弹都落在山下，只有十余发命中预定目标，没有起到预期的效果。随后步兵发起了攻击，八连在副连长侯有昌指挥下，冲出坑道由主峰向东北山梁进攻，五连则从东北山梁顶端的2号阵地向主峰攻击，实施两面对进合击。
五连自一年多前五次战役中的朴达峰阻击战中因麻痹大意，对美军夜袭毫无防范，致使广德山阵地连同配属的3门60毫米迫击炮一同被美军夺去后一直备受批评，正一心想在战斗中洗雪耻辱。但五连受领任务时间急迫，还来不及仔细观察地形就投入了反击，加上连长求战心切，没有组织战场侦察，指挥部队直扑2号阵地，结果陷入美军的预设伏击圈，在美军密如暴雨般的枪弹下，全连伤亡过半，只剩下十多人生还，当然无力攻取2号阵地了。
而正是因为五连的失利，八连失去了策应，孤军奋战，经过九次反复争夺才攻下1号阵地，然后再继续向3号主峰阵地推进，美军则因解除了五连的侧翼威胁，没有后顾之忧乘机向1号阵地反扑，李宝成只得于24日凌晨三时下令放弃反击退守坑道，此次反击八连出击的部队仅剩下5人，在五天中第二次损失殆尽！
秦基伟接到战况报告，心情异常沉重，他意识到这次反击不同以往顺利恢复大部甚至全部阵地，失利的原因主要是因为美军占领了阵地已经好几天，不仅熟悉了地形，构筑了工事，而且利用四十五师的一些工事、坑道，大大增加了反击的困难所致。经过这次反击，四十五师的伤亡已经超过了4000人。
从10月23日起，上甘岭的战斗不仅成为朝鲜战场聚焦之处，新华社也开始连续两个月集中报道，一时间上甘岭两个面积仅3.7平方公里高地为朝鲜、中国甚至全世界所密切关注。由于白天抗击美军对坑道的破坏和夜间的主动出击，坑道部队平均每天有一个班的伤亡，为此几天来崔建功一直抽调机关人员向坑道增援补充，一个连，一个排，甚至一个班不断派出，师团两级机关几乎连勤杂人员都用光了。
24日晚，秦基伟将军的警卫连96人由连长、指导员带领，派往597.9高地一号坑道，指导员王虏是秦基伟太行山时期的警卫员，跟随秦基伟长达五六年，多次在战场上冒死掩护过秦基伟。结果在通过上甘岭山脚下的炮火封锁区时，遭受到巨大伤亡，只有24人到达一号坑道。牺牲的人中就包括王虏，令秦基伟痛心疾首，十五军自成立以来，大小数百战，还从没用上军警卫连，初次上阵损失就这么惨重，直到战役结束秦基伟还痛心不已。
与韩2师的战斗
25日，范佛里特来到美第九军军部主持部署调整，将受到重创的美第七师（美军自报该师的9个步兵营有8个营参加了这场为期12天的战斗，死伤人数达2000人之多，志愿军代司令邓华，副司令杨得志的联名嘉奖令说15军13昼夜杀伤敌军8000人）撤下战场，进攻597.9高地由丁一权的韩国第二师接替；韩第二师右翼团的防务交给韩第六师，集中兵力攻击上甘岭；另将韩第九师调到金化以南的史仓里，作为战役预备队。
美军遭到重大伤亡后以韩军来替换，立即在韩国部队中引起轩然大波。韩国战史中这样记载，“美军7师同第2师并肩作战，进攻并占领‘三角’高地。然而因敌顽强反击，截止25日的12天内，先后投入9个营作战，伤亡2000多人，战斗演变成持久战，因而将美7师防线交给了韩第2师。结果，第2师单独担负了中部前线要地的进攻。当时军团（注：指美军第9军）的这一措施立即激起舆论，给人一种只顾减少美军伤亡的印象……第2师以不惜牺牲自己代价坚守要地的决心采取了上述对策（本文作者注：指接受美军第7师进攻任务的部署调整）。”虽然有后面的豪言壮语，但韩国第2师内部大骂美军让他们当“替死鬼”的人肯定不是少数。
当晚，八连在夜袭中就发现了这一情况，随即向团部报告。由于韩军战斗力和战斗意志远不及美军，志愿军并没把他们放在眼里，不料韩第二师以东方人的思维和创造，对坑道的破坏比美军更毒辣，他们用迫击炮吊射坑道口；用毒气弹、硫磺弹熏；用巨石块堵洞口；用铁丝网缠绕成团堵塞通气口；从坑道顶部凿眼装药爆破；……美军忙了五天，一筹莫展，而韩二师才一天就将二号坑道炸塌了近30米，坑道里的四连被倒塌的土石压死2人，压伤6人。
一号坑道的两个洞口也被炸塌，只剩下碗口大小的透气孔，八连伤亡了37人才将洞口重新掏开。四十五师立即将四门75毫米山炮前推，专门轰击破坏坑道口的敌人。
敌军的破坏还不是坑道部队最大的威胁，缺粮断水才是最严重的，美军对坑道部队与后方的交通线实行严密炮火封锁，使得坑道部队粮尽水绝。火线运输员付出几条生命的代价送进坑道一袋压缩饼干，但干燥至极的口腔和食道根本无法吞咽，饥渴成为最大的敌人。
在整个战役期间，火线运输员的伤亡率高达90%，甚至超过了坑道部队的伤亡率，通往上甘岭两个高地的山路上，洒满了火线运输员的鲜血，大量的物资也因此损失在路上，送进坑道的微乎其微。由于饮水难以运输，只要容器中弹就极易流失，所以主要运送的是既能解渴又能充饥的萝卜。
一直到第九天，也就是28日夜，运输连指导员宋德兴和两个火线运输员才冲过了炮火封锁，将三袋萝卜和一些慰问品送进了一号坑道，那个夜晚简直就是八连最盛大的节日。但萝卜上火，多吃心里难受，所以坑道部队建议送苹果。于是十五军连夜从后方紧急采购了三万多公斤苹果，派人送往坑道，以示对坑道部队的关心。但美军炮火封锁实在太猛，大筐苹果难以送上去，没有一筐苹果送进坑道，最后送进一号坑道的只有一只苹果！于是，“一只苹果”的动人故事就在坑道里产生了。
坑道里最受煎熬的要数那些无法转入高地的伤员了，坑道里连一滴酒精，一卷绷带都没有，伤员只好任凭伤口发炎糜烂，全靠坚强的意志和自身的体质支撑着。而且为了不影响战友的情绪，伤员都自觉强忍疼痛，一声不吭，很多伤员都用嘴紧咬着床单，有的至死嘴里的床单都没法拿下来！
在整个战役里坑道坚持时间最长的是由丁鸿钧任班长的一三四团五连四班，他们是参加夜间反击来到597.9高地的，丁鸿钧指挥有方，在两天里打退美军多次进攻，毙伤敌150余人，自己无一伤亡。因弹药耗尽才于15日下午退守2号阵地的一个只有15米深的小坑道。他们依靠夜间从阵地收集的弹药、两箱饼干和坑道里储存的两桶水，在坑道里坚持。
他们没有步话机，所以无法与后方联系，后方也因此根本不知道他们的存在，但他们仍然在这个小坑道里坚持，美军一个连对这坑道进行了多日破坏，一筹莫展，最后只得在洞口架起三道铁丝网，筑起两个地堡，采取围困战术。一直坚持到第十天，他们饥饿难耐，眼看再无法坚持下去，丁鸿钧和班里的四个党员召开了党小组会，决定由丁鸿钧突围出去，到一百多米外的二号坑道向上级报告他们的情况，听取下一步行动的指示。
丁鸿钧匍匐而行，进入二号坑道，经四连指导员赵毛臣批准，撤到二号坑道。这才于27日晚在二号坑道四连部队的策应下，突围而出，全部转移到了二号坑道，在二号坑道继续战斗，前后共达二十个日夜，成为坑道坚持之最。
从21日至29日，坑道部队夜间主动出击达158次，其中仅9次失利，其余均获成功，累计歼敌2000余人，大量消耗了敌军，并极大破坏了敌军阵地的稳固。与此同时，纵深部队为支援坑道部队，先后以二到五个连不等的兵力对537.7高地组织过七次反击，曾三次夺回了全部阵地。在597.9高地，以两个班到九个排的兵力组织过五次反击，曾一度占领主峰。这些反击，都使坑道部队得到了物资和人员的补充，增强了坑道的力量，为大反击创造了有利条件。
在十五军的另一战场上，西方山地区的四十四师对当面之敌发动了一系列的攻击，从战术上积极配合五圣山战场。四十四师主要的攻击目标是391高地，四十四师确实占领并巩固了391高地，战斗中共歼敌4000余人。四十四师这一作战，不仅有效牵制了美军，分散了其在上甘岭的兵力火力，有力保障了上甘岭的胜利，而且将战线前推十公里，大大改善了在平康谷地的防御态势。因此受到了志愿军总部的通令嘉奖。
反击作战
一、15军的反击
以10月30日夜开始的决定性大反击为标志，战役进入了恢复巩固阵地的第三阶段。
美军占领597.9高地表面阵地后，随即调来了工兵营和韩军的劳工营，日夜不停抢修工事，共修筑了70多个永备火力点，部署了14门无后坐力炮和65挺重机枪，构成了完整的火力配系。韩第二师接防后，在一般情况下最多容纳两个连的高地上部署了整整四个连，还在高地南侧的反斜面部署了两个连，作为浅纵深的反击力量。这样的防御无论兵力还是火力，绝对是绰绰有余了。
