九月十五日，联合国军五万人在一千架飞机的掩护下，利用大批日本的运输人员，分乘舰艇三百艘在仁川登陆。在这样庞大的兵力和物质力量面前，防守仁川的北朝鲜军队抵抗不住，终于败退。登陆的美军一路向汉城推进。
《美国战败了》一书的作者若武要三写道：
“不过，在仁川登陆的战役中，北朝鲜军队的防御力量也太薄弱了。在随后展开的汉城防御战中，他们却显示了极其顽强的抵抗力。因此，这就更不可思议了。对于这次北朝鲜军队防御力量意外薄弱的原因，有必要更进一步加以探究。”
据这位作者说，北朝鲜军队之所以薄弱，主要是由于它的野战能力虽然强大，却没有阵地战的经验。在从事阵地战所必需的准备——构筑工事、编队及运用战术等方面异常薄弱。他认为打阵地战需要与打野战颇不相同的军事知识和经验。
此外，正如金日成所回顾的，仁川防御阵地上部署的尽是些“未经充分训练的新兵”，这也是战败的原因之一。有人说，仁川登陆是“突然袭击”，但是从战局上看，联合国军在仁川登陆是谁都会料到的事。日清战争、日俄战争自不用说，追溯得更远一些，就还有丰臣秀吉出兵朝鲜，也都是在仁川登陆作战，这已经是战史上的常识，可以说“既不是什么伟大的构思，也不是什么天才的韬略”。应该指出的是，对于这样明明白白的事态，北朝鲜军队竟毫无防御和准备。而且还可以指出，在这期间，北朝鲜军队已完全失去了制空权。
在联合国军的猛攻下，汉城终于失陷。另一方面，由于联合国军在仁川登陆，北朝鲜军队从洛东江战线开始全面大撤退。美韩军队从南方追击，先锋第八军的第一骑兵师，同从仁川、汉城地区南下、与其呼应的第十军在水原附近取得联系，于是形成了夹攻南线上的北朝鲜军队的局面。
那末受到联合国军南北夹击的北朝鲜大军被堵截、歼灭了吗？根本没有。他们在美军面前像一股轻烟似地消失了。
“南线的北朝鲜军队是怎样摆脱了联合国军追击的呢？这是战局中的一个谜。他们就像一股轻烟似地消失了，几乎一夜之间就无影无踪了。美军侦察机在公路上没有发现北朝鲜大军移动的踪迹，也没有发现北朝鲜军队把大军调往北线的活动。重大的问题是：这些携带着装备的北朝鲜军队哪里去了？”（美联社记者怀特赫德）“北朝鲜军队究竟到何处去了？三十日晚上，美军情报军官拼命地在寻找这一重大难题的答案。在这四天当中，大部分北朝鲜军队一一约十万人，至少是已从联合国军面前消失了。”（路透社记者巴兰坦）
十万大军在敌前消失——这在战史上是前所未有的事情。可是这个谜的答案实际上是这样的。
这十万士兵与其说是撤退了，不如说是近乎解散。例如，步兵部队得到指示：在一个月或四十天这样长的期限里，到指定的地点去集合。他们把步枪和其他小型武器涂上厚厚的油膏，各自设法埋藏起来。埋藏地点只有埋藏的本人、或者顶多另外有个他最信赖的老百姓知道。这个老百姓以后大概可以利用这件武器从事游击斗争。就这样，解除了武装的士兵们，各自凭借他们特有的惊人韧力和不屈不挠的意志，爬过一道道的山岭，不眠不休，不吃不喝，朝着集合地点奔去。所以这与其说是撤退，不如说是近乎解散。而北朝鲜军队之所以没有沦到解散的地步，正说明它同资本主义国家军队的不同之处。未能归队的人大概就在他们能到达的山上组成了游击队。恐怕也有一些人在行军的途中倒下了。无论如何，士兵必须在精神上得到老百姓的完全支持，士兵本人又得有坚定的政治觉悟才行。只有具备了这两个因素，才有可能实行这样的撤退。
不同于步兵部队的消失，重炮兵和重坦克是怎样进行撤退的呢？这还是个谜。不过有一个事实是明确的，那就是它们始终也没有陷入美军之手。（《美国战败了》）
士兵跑进老百姓家里，脱下军装，换上白衣服。这样一来，他们同附近的老百姓就完全没有差别了。他们随即穿着白衣服，成为所谓便衣队，越过山野，一直向北奔去。总之，如果不是当地老百姓对北朝鲜军队怀有好感，这是做不到的。好感指的是老百姓对北朝鲜士兵的革命信念所起的共鸣，所抱的同情。十万士兵没有遭到什么损失，安全地返回北朝鲜去“集合”，完全是由于他们得到了南朝鲜老百姓的支持。这与其说是南朝鲜人民对李承晚政权的反感，勿宁说是由于他们憎恨前来杀害自己同胞的美军。
九月二十九日，李承晚回到汉城。十月一曰，麦克阿瑟散发了二百五十万张传单，要北朝鲜立即投降。
就这样，美韩军在十月一日突破三八线北上后大约一个月之内，攻陷了元山、平壤，继续向中朝边界一带顺利进击。金日成的威风凛凛的军队，这时好似烟消云散了。
联合国军当时会预计中国也许会干预，可是也抱着侥幸心理。美国虽然估计到其行动的危险性，但仍把军队向边界推进，展开新的攻势，简直如入无人之境。但是危险真的来临了。麦克阿瑟在十一月七日不得不宣布遇到了外国共产党部队的干预。据联合国军的情报，最初估计出面干预的中国军队有六万人，最后确认达二十万人。麦克阿瑟在十月二十五日刚刚宣布圣诞节以前美军可以回国，曾几何时，情况完全变了。十一月二十六日，美军二十万人和中国军队二十万人开始正面冲突。
这次正面冲突，以美军“意外”的全面败北而告终。仅仅在西线上，中国军队一周内就歼灭了敌军二万三千人，缴获完好的汽车两千辆、坦克五十五辆，一路向平壤长驱直下。在东线上，中国军队也南下追踪从山岳地带溃逃的美韩军，以“秋风扫落叶”之势，一举歼灭美国海军陆战队第一师一万二千人，残余部队从咸兴狼狈向开城逃命。这一战役被称为“美国陆军史上最大的败仗”。
这时，杜鲁门发表声明说：“不排除在朝鲜使用原子弹的可能性”，因此，人们担心第三次世界大战要爆发了，以紧张的心情注视着局势的发展。溃逃的美军陷入惊人的混乱状态，竟至发生了总司令瓦克中将被部下的坦克辗死的稀奇事件。
这时，美军控制的后方地区不断有游击队出动，骚扰美韩军后方。前面已经说过，北朝鲜的十万士兵像幻影般消失时，曾把小型武器、坦克和重炮等埋藏起来。现在这些游击队所使用的武器大概就是从地底下挖掘出来的。
再说，势如破竹的中国军队同重新整编的北朝鲜军队一起，在前线上转入攻势，追击来不及重整阵容的美韩军队。他们突破了三八线，在一月四日就夺回了汉城，进至水原、乌山一线；在中部战线，他们攻下了春川、洪川，进至堤川；在东线，他们追击“不战而逃”的美韩军，迫进三陟。北朝鲜方面宣布，在这一周里歼敌一万三千人。
美军为了挽回这种溃败的局面，投入了庞大的物资，转入反攻。北朝鲜军队虽然以灵活的战术，不断展开攻势，却撤退到由汶山到麟蹄一线上。美军再次夺取了汉城，但是直到一九五一年六月根据苏联的马立克提出的停战建议实行停火时为止，战斗一直在这个地带进行。
据同年六月二十四日《朝日新闻》发表的估计，朝鲜战争中双方投入的兵力是：联合国军八十万人（其中美军三十五万人，韩国军队四十万人，其他国家五万人）；共产党军队方面，中国和北朝鲜共计一百万人。这么多的军队曾在那个半岛上进行拉锯战。从动员的兵力来看，朝鲜战争可以列为近代战史上五大战争之一，其他四次为两次世界大战、普法战争及日俄战争。
关于死伤人数，不了解确切情况。据朕合国军方面宣布，在战争开始后的头一年，联合国军死伤二十九万二千人，共产党军队的死伤达一百十六万二千人。据共产党方面宣布，联合国军死伤五十九万八千人，没有宣布自己方面的死伤人数。
在中国参战后的一年里，联合国军方面宣布的伤亡数字为二十三万五千人，而共产党方面说联合国军的死伤达三十八万七千人。双方都没说明共军的死伤人数。总之，即使不知道确切的数字，也可以估计到损失是相当严重的。
还有，联合国军在开战后的一个月里，前线司令廸安少将被俘，澳大利亚部队司令格林中校阵亡，前线总司令瓦克中将阵亡。一九五一年，美国第九军军长布莱恩·伊·穆尔少将阵亡。北朝鲜方面，第四师师长朴性锡阵亡，总参谋长姜健阵亡。
另外还发生了像美军前线总司令瓦克竟然被自己部队的坦克辗死的事件，这虽说是败退中发生的事故，但也可以看出当肘的战斗有多么激烈，情况有多么混乱了。而且最后还导致远东军总司令被杜鲁门免职的插曲。
开战以来，空军方面的损耗是：美军飞机损失九百架以上，共军飞机损失五百三十二架（据远东空军司令部公布的数字）。这个损失只限于朝鲜半岛上空，与第二次世界大战时期的广阔的空域相比，就可以看出美国空军流血牺牲之惨重是前所未有的了。