時，第116師占領雲山後，即以1個團繼續向雲山東南上九洞方向攻擊，在飛機場繳獲4架敵機、坦克、汽車60餘輛，斃俘敵100餘人。
第117師從東北方向雲山以東的三巨裡進攻，圍殲南朝鮮第1師第12團一部，于2日淩晨與第116師會合。
從雲山西南方向進攻并擔任斷敵退路任務的第115師主力，于2日拂曉在雲山以南諸仁橋截住并包圍了從雲山撤退的美騎兵第8團直屬隊和第3營共700餘人。
2、3兩日，被圍之敵在飛機、坦克支援下，多次拼命突圍，均未得逞。
3日晚第115師乘被圍之敵疲憊絕望之際，發起猛烈進攻，将其全殲。
雲山戰鬥是中、美兩軍第一次直接交鋒，志願軍首次以劣勢裝備殲滅了具有現代化裝備的美騎兵第1師第8團大部，共斃傷俘美軍1800餘人。
美軍騎兵第1師這個在華盛頓時代建立的開國“元勳師”在雲山的慘敗，震動了白宮。
杜魯門的女兒後來寫道：在朝鮮開始發生驚人事件，第八騎兵團幾乎潰不成軍。
在取得雲山大捷的同時，志願軍在西線的其他部隊也連戰告捷。
第40軍11月1、日晚直指甯邊，殲滅南朝鮮第8師、美騎兵第1師的炮兵各一部，2日逼近甯邊。
第38軍于11月1日攻占球場後，主力随即沿清川江左岸攻擊前進。
2日占領院裡，構成了對西線敵軍側後的很大威脅。
第66軍11月1日進到龜城近郊，阻擊與牽制了美第24師。
第50軍同日晚由安東過江，進至新義州以南，準備阻擊竄至南市洞的英第27旅。
11月3日，西線敵軍在志願軍的連續突擊下，特别是其側後受到威脅的情況下，深恐後路被切斷，對其不利，開始向清川江以南實施全線後撤。
志願軍為不讓敵人撤逃，采取多種辦法，千方百計想拖住敵人。
終因次日天雨，徒步追擊行動困難，使敵軍得以乘車逃脫。
至此，在西線戰場敵除以少數兵力扼守清川江北岸灘頭陣地阻擊志願軍進攻外，主力部隊均退逃至清川江以南。
志願軍總部鑒于殲敵機會已失及其它考慮，遂命令西線各軍于11月5日停止進攻，結束第一次戰役。
在西線敵軍猖狂北犯的同時，東線敵軍也分路向江界和圖們江邊推進。
為保障西線主力作戰，阻敵不得西援，志願軍第42軍主力在東線的兩個師，在朝鮮人民軍一部協同下，從10月25日開始，以英勇頑強的戰鬥精神分别在黃草嶺、赴戰嶺地區，與北進的南朝鮮首都師、第3師和美軍陸戰第1師展開猛烈的戰鬥。
經幾天激戰，志願軍糧彈消耗殆盡，傷員不斷增加，處境十分困難。
在這種情況下，指戰員們抱着與陣地共存亡的革命精神，堅決與敵人戰鬥到底的決心，以草根當食糧，用石塊作武器，一次又一次地打退了敵人在飛機、大炮、坦克支援下的兇猛進攻。
經13晝夜苦戰，殲敵2700餘人，終于制止住了敵人的進攻，守住了陣地，粉碎了敵人迂回江界的企圖，有力地配合了西線志願軍作戰，為整個戰役的勝利作出重要貢獻。
第一次戰役，中國人民志願軍與朝鮮人民軍英勇奮戰，共殲滅敵人1.5萬餘人，粉碎了敵人感恩節前占領全朝鮮的企圖，并将敵人從鴨綠江邊趕到了清川江以南，取得了初戰勝利，初步穩定了朝鮮戰局，并取得了同美軍作戰的初步經驗，增強了以劣勢裝備戰勝優勢裝備的敵人的勝利信心，為爾後作戰創造了有利條件。