“聯合國軍”夏秋季攻勢失敗後，美方不得不重新回到談判桌上來。
10月25日，停戰談判在新會址闆門店恢複，繼續讨論軍事分界線及非軍事區問題。
談判時，美方雖放棄了攫取1.2萬平方公裡土地的無理要求，但在其提出的新的軍事分界線方案中，仍要求朝中軍隊退出1500平方公裡土地，其中包括在西部撤出開城地區。
為達到攫取開城地區的目的，敵在談判中提出了種種荒謬的理由，說什麼開城對漢城構成“威脅”，開城如不是中立區早為其所占領，并表示要以其所占領的朝鮮西北部若幹島嶼與開城交換，美方這一無理要求理所當然地遭到朝中方面的有力駁斥和拒絕。
為使停戰談判在軍事分界線問題上迅速達成協議，10月26日，朝中方面提出了根據實際接觸線全面調整軍事分界線的新方案，雙方互有進退，而各自撤退的區域大體相當。
此後，又不斷尋求新方案，先後提出就地停戰稍加調整和以現有實際接觸線為軍事分界線的方案。
但美方仍堅持無理主張，企圖占有開城。
為了增加對敵人的壓力，促進停戰談判，志願軍司令部決定乘敵疲憊之際舉行局部戰術反擊，再給敵以打擊，奪回部分已失陣地；10月24日，指示第一線各軍：“選擇敵之弱點，集中絕對優勢火力和适當兵力，每次以消滅敵兩個連至一個營為目的”，連續打幾次這種小反擊，具體時間自行決定。
停戰談判複會後，關于軍事分界線的劃定，總的趨勢是采取雙方實際接觸線加适當調整的方案。
在這種情況下，舉行戰術反擊，向前推進接觸線就更為重要，有利于軍事分界線的劃定和停戰談判的進行。
志願軍領導人認為：“此次攻擊意義甚大，必須取得勝利。
”
10月30日至11月底，志願軍第一線之第64、第47、第42、第26、第67、第12、第68軍，經過充分準備，分别在各自的正面，選擇敵人突出、暴露或防守薄弱的營以下陣地進行了連續不斷的攻擊，共殲敵1萬餘人，攻占敵陣地21處，經過與敵反複争奪，鞏固地占領了9處。
其中，第47軍在反擊正洞西山之敵的戰鬥中，全殲美騎1師1個營、3個連另1個連大部，創造了在陣地攻堅戰中打小殲滅戰的範例。
第64軍出敵不意，在白天向馬良山之敵發起進攻，經4小時激戰，全殲英聯邦1師1個營，鞏固地占領了該陣地。
另外，為了粉碎敵人攻占開城的企圖，志願軍第65軍遵照第19兵團關于“掃清漢江以北敵之海防部隊”的指示，于11月間進行了兩次掃蕩作戰，驅逐了盤踞在開城以南、砂川河以西、漢江以北地區，經常對談判中立區進行破壞騷擾的南朝鮮軍，控制了漢江北岸和砂川河西岸地區，将陣地向前推進了280平方公裡，進一步穩定了開城地區的防禦。
在正面各軍對敵進行局部反擊作戰的同時，志願軍為肅清清川江口到鴨綠江口沿海一帶島嶼的匪特武裝，并配合在闆門店“關于島嶼部隊撤退問題”的談判，還進行了登陸攻島作戰。
自11月5日至11月底，第50軍根據志願軍司令部确定的“由近而遠，逐島作戰”的方針，連續組織了4次渡海登陸攻島作戰。
攻島部隊經過充分準備，在空軍、炮兵的支援下，乘坐木船、折疊舟、汽艇先後攻占了椴島、艾島、炭島、大小和島、大小加次島、牛裡島、雲霧島等等10餘個島嶼，共殲滅武裝匪特570餘人。
在攻占椴島的戰鬥中，年輕的志願軍空軍首次直接配合陸軍作戰，以戰鬥機掩護船隻集結和返航。
攻占椴島後，又出動9架轟炸機，在戰鬥機的掩護下，轟炸大小和島。
11月30日，我空軍在配合陸軍解放大小和島的戰鬥中，表現出與敵機頑強搏鬥的精神，共擊落擊傷敵機8架。
飛行員畢武斌在飛機中彈起火後，毅然駕駛戰鷹将炸彈投向島上目标，終因飛機負傷過重墜海，畢武斌光榮犧牲。
戰後，他被追記一等功，追授二級戰鬥英雄稱号。
副大隊長王天保在戰鬥中，擊落擊傷敵機4架，開創了以活塞式飛機擊落敵噴氣式飛機的先例，榮立特等功，獲二級戰鬥英雄稱号。
大隊長高月明指揮和帶領全大隊沉着、勇敢地反擊30餘架敵機的襲擊，将炸彈投到大小和島，勝利地完成了轟炸任務，榮立一等功，獲二級戰鬥英雄稱号。
在志願軍攻島作戰的同時，人民軍海防部隊也相繼攻占了大同江口及甕津半島附近的一些島嶼，消滅敵特200餘人。
這次攻島作戰，清除了敵人深入在朝鮮西北部各海島的情報基地。
在志願軍和人民軍局部反擊作戰和攻島作戰勝和的形勢下，美方在停戰談判中被迫放棄其無理主張，接受朝中方面的方案，于11月27日就軍事分界線達成協議。
協議中規定：以雙方現有實際接觸線為軍事分界線，各自由此線後退兩公裡以建立停戰期間的非軍事區。
如軍事停戰協議在本協議批準後30天之後簽字，則應按将來雙方實際接觸線的變化修正上述軍事分界線與非軍事區。
志願軍和人民軍在軍事上的勝利，有力地促進了停戰談判的進行。