李奇微走马上任之后，按照“保存力量、逐次防御”的方针，迅速在三八线以南地区，构筑了两道基本防线，同时在第二道基本防线和三七线之间，还部署了三道机动防线。
从战场局势来看，美军第一基本防线的西段是临津江一线，只要志愿军突破了临津江，那么汉城就门户大开，无险可守。
因此，敌人在临津江一线投入了大量的人力物力，临津江防线建成之后，被南朝鲜军称之为“固若金汤的防线”。李奇微在视察之后，也夸赞说是“铜墙铁壁的临津江”。
1950年12月31日傍晚，中朝军队在约200公里宽的正面上，从西边临津江畔的高浪浦里，到东边昭阳江畔的麟蹄，对“联合国军”三八线防御阵地，发起了全面进攻。
这场战役是中朝联合司令部成立后，志愿军与人民军在统一指挥下首次共同进行的战略性进攻行动。将总攻选在这个时间点有两个方面的考虑。
首先，眼下正是年末时分，圣诞节刚刚过去，而元旦又近在眼前，两者之间仅隔一周。连续的节日气氛往往让人放松警惕，而此时发动进攻，可能会产生意想不到的效果。
另外，这也是志愿军为了实施“月夜攻势”而做出的选择。
在朝鲜战场上，美军拥有压倒性的制空权，白天的空中威胁尤其严峻，因此志愿军只能在夜晚进行作战行动，尤其是在月光明亮的夜晚。此前的两次战役，都是在满月之夜发起的。
第一次战役于10月25日发起，恰逢农历九月十五；
第二次战役则在11月25日展开，正是农历十月十六；
两次战役的日期，都是当月月亮最圆的日子。
第三次战役发起于农历十一月二十三，尽管已错过了满月之夜，但后半夜仍可借助半轮明月。七天后，战役进入尾声时，进入完全不见月光的朔日。
在联合国军的基本防线上，驻守着美军的第1和第9军以及韩军的第1、第2和第3军团，整体兵力相对有限，尤其是部署在第一道防线（A线）的八个韩军师，战斗力尤为薄弱。
韩国战史对这条沿三八线设置的联合国军基本防线，作出了如下评述：整个战线长达220公里，都是山岳地带。
在战争中精疲力竭的第一线各师，各担负宽达20-30公里防御正面，各师以连、排为单位占领据，点式阵地，编成主抵抗线，但没有强大的预备队，阵地纵深也很浅，因此，万一某一点被突破，整个防线就有崩溃的危险。
志愿军前线共投入了6个军（第38军、第39军、第40军、第42军、第50军、第66军），总计约23万人。再加上人民军的3个军团（第1军团、第2军团、第5军团）共7.5万人，参战兵力超过了30万。
右集团（右纵队）四个军的攻击顺序如下：
位于左右两翼的第38、第39军于16时40分开始炮火准备，30分钟后步兵发起攻击；位于中央的第40军和战线西端的第50军稍后行动。采取两翼迂回与中间攻击相结合的战法，首先从左右两翼突破，接着向侧后迂回；正面部队抓住敌人，在迂回部队截断敌人退路后，与之配合实现围歼。
这正是韩先楚所提到的：
“正面部队不宜投入过多兵力，也不宜发动过于急躁的进攻，必须严密监视并牢牢牵制住当前的敌人；等到迂回部队抵达后，再与其协同展开攻击（无论是战役还是战术层面都是这样）。”
右翼突破的主力部队是第39军，正面迎战的是驻守在临津江南岸的韩军第1师。临津江源自太白山脉的西坡，河流自东北向西南流淌。
从涟川以西到高浪浦里，这段江流蜿蜒曲折，沿着三八线附近穿行，最后在汶山西南汇入汉江，再向西流入大海。临津江的下游距离汉城75公里，江面宽度在60至170米之间。
第39军突破的区域，南起新垡，北至土井，正好是临津江穿过三八线的那一段。这里正面狭窄，沿江多为陡峭悬崖。
在战前的预估中，计划在进攻发起后，第一夜突进8公里，展开5个团的兵力。从这一部署来看，第39军此次作战既重视歼灭敌人，又兼顾阻挡援军。
军长吴信泉认为，能否完成这两个目标，不仅对左右两翼——左邻第40军、右邻第50军的行动至关重要，还将对整个战役的整体进程，产生决定性影响。
当面守敌为战斗力较强的韩伪1师。
在表现一片惨淡的韩军之中，伪1师一直是鹤立鸡群的存在。
朝鲜战争打到现在，伪1师不仅从未遭受过太大的打击（除了最开始在汉城被自家人炸了后路那次），而且还是第一个攻进平壤的联合国军。
伪1师的师长白善烨毫无疑问是韩军中的最强指挥官，在第二次战役中，联合国军包括美军大多抵挡不住志愿军的冲击，白善烨却能指挥南1师跟当面的66军打得有来有回，最后几乎毫发无损地安然撤走，导致66军未能完成突破包围的任务。
美国顾问曾经如此评价：“伪1师的战斗力可以跟美军媲美。”
鉴于过往的优异战绩，白善烨本人对自己的部队有着充足的信心，他在临津江边摆好阵势，决定死守首都防线。
伪1师下辖3个团，并由美军加强三个炮兵营，在临江一线设防，修筑了层层防御工事，筑成了纵深9公里的三道防御阵地，构成完整的工事障碍和火力配系，正在以逸待劳，依托险峻地形固守。
守军基本阵地以支撑点相依托组织防御，除沿江陡岸有一遒连续堑壕，每个高地均设堑壕、隐蔽部和土木质发射点。营防御地域内还有3~4道通往后方的交通壕。
临津江南岸敌前沿阵地设有铁丝网2~3道，沿江两岸均埋设反步兵地雷，在车辆易通行地段布设混合布雷场，主要渡口构筑了明暗地堡群，火力强大。
在江对岸两三公里处，有两个高地（147.7高地和182.0高地，分别位于积城的东西两侧），如同两把铁锁，牢牢控制着通往纵深的公路通道。
不过，这一次南1师遇见的对手，跟以前有点不同。突破临津江的先头部队是我志愿军第39军116师。
如果说112师是38军的王牌，那么116师就是39军的王牌。112师是全军闻名靠打出来的精锐，116师也是靠入朝作战五次战役实打实打出来的精锐，被称为志愿军第一王牌。
116师的前身是刘志丹领导的红26军，经过抗日战争和解放战争的洗礼，最终在解放战争中成为四野36个师中，公认的最能打的第5师。
5师是东北部队中最有朝气的一个师，突击力最强，进步快，战斗经验丰富。攻、防兼备，以“猛打、猛攻、猛追”闻名，被称为“三猛部队”，善于运动野战，攻击力亦很顽强，为东北部队中的头等主力师。四野最有个性的传奇虎将，敢指挥林总的钟伟将军就出自5师。
5师改编后的番号即为第39军116师，他们在突破临津江时创造了战术奇迹。
师长汪洋是抗战时期参军报国的知识分子，抗战干部中能升到他这个级别的并不多，他是一位足智多谋的儒将。而政委石瑛则是四野着名的虎将，走到哪里都要掌握全局，宁愿不当副军长也要担任师政委。
这两个人非常合得来，配合默契，带出了一支能征惯战的钢铁雄师。
战役发起之前，这两位沙场宿将率领团以上指挥员，在冷气逼人的茫茫雪地里爬来爬去，对元堂里到石湖全长约65公里的预定突破地点，进行了长时间反复勘察，为即将到来的大战选择最佳突破口。
汪洋发现，预定突破的地段可根据地形分为东西两部分，各有其优缺点：西段从元堂里到戊浦段，位于临津江的大转弯处，江岸向北弯曲，形成一个明显的突出部，使得敌军的防御侧翼暴露。此外，江面宽阔、水深较浅，地势相对平坦，是进行江河进攻作战的理想位置。
朝鲜战争初期，朝鲜人民军正是在这一地区成功渡过了临津江。
由于进攻方具备显着优势，该区域自然而然也成为敌军防御的重点，防御工事也极其坚固。然而，该地段两岸地势较为平坦，在敌方掌握制空权的情况下，既不利于部队隐蔽行动，也不利于突破江防后向纵深推进。因此，汪洋认为这里并不是一个理想的部署地点。
新岱至土井段的东段，临津江向南蜿蜒，敌军的两翼火力因此能够形成交叉封锁，两岸地形起伏不平，南岸则是高达10米的悬崖。这些表面上似乎不利的因素，反而让敌人低估了该地段的防御，导致其在兵力和工事上均比西段更加薄弱。
此外，江北岸为小起伏的地形，几条自然沟与临津江大致平行，沟深约1.5至1.7米，稍作改造便能成为部队隐蔽的理想地点。再者，地势也较高，有三处高地能够俯瞰敌军的主要阵地，此外还有部分松林，有利于兵力及物资的隐蔽布置。
回到部队后，两人心里已经有了打算，经过商议，决定兵行险招，将目标定在临津江向敌方弯曲、易守难攻的东段区域。当他们向39军军长吴信泉汇报作战方案时，提出的理由是：不仅我们清楚这一地区对我军不利，敌人也同样知道，因此防守必然会有所松懈。
两人还向吴信泉汇报了一个更加大胆的决定：他们计划提前一天一夜行动，将7500名士兵和70门火炮，悄然埋伏在距离敌人阵地前沿仅150至300米的区域。借助丘陵、山包、雨裂沟等天然地形，隐蔽修建工事和掩蔽部。
吴信泉军长一向善于出奇制胜，但这个作战方案还是让他感到出乎意料。按照他最初的战役部署，是让包括116师在内的两个师协同作战，这样可以确保顺利突破临津江。
然而，汪洋认为，临津江两岸的地形狭窄，不利于大部队展开攻势，因此他主动建议让116师独立承担主攻任务，负责突破临津江防线。在突破之后，117师作为二梯队投入战斗，进一步加强纵深攻击。
没料到这两位得力干将竟完全否定了军中的作战计划，准备采取险招，力求出奇制胜。
吴信泉立即批准了这一建议，并决定将军部下属的两个炮兵团全部配属给116师。
根据西集团的命令，原定于12月31日17时发起总攻。然而，夜幕已逐渐降临，不利于炮兵瞄准射击，可能会影响炮击的效果。如果提前发动，总能见度会有所改善，但敌方空军活动频繁，贸然进攻恐怕会损失惨重。
为此，师长汪洋召集炮兵主任和作战科长，要求他们利用一周时间，反复核实日落时间和敌机离开阵地上空的时间。最终确认日落时间为17时03分，敌机离开的时间为16时40分。两者之间有23分钟的间隔，既没有敌机干扰，能见度也很理想。于是汪洋建议将总攻时间提前20分钟，定在16时40分。
该建议上报后，迅速获得了批准。
为了避免敌人察觉进攻出发阵地，116师率先采取了声东击西的战术。他们派出116师348团，连续十天在高浪浦西段的破袭阵地正面，发起猛烈佯攻，成功分散并迷惑了敌军的注意力。
由于敌方掌握了制空权，一旦我们的作战意图被暴露，后果将极其严重。
116师决定将江北岸的一条自然沟壑，改造为隐蔽的出发阵地，安排一梯队提前潜入。经过一天的潜伏，计划在攻击日的黄昏发动进攻。可是这次作业面临敌军航空兵低空侦察的严峻挑战，整个白天，敌机都在上空盘旋。
因此，无论是开挖作业本身，还是对原有地形地貌的破坏，甚至挖掘出的土石的处理，都不能暴露战役意图。开工时间的选择尤为关键，过早施工增加暴露风险，过晚则可能影响战役的顺利发起。
经过精确计算，决定在进攻发起前三天，组织全师半数兵力进行土工作业。
从29日开始，到30日晚间结束，116师在距离敌人150至300米的区域内，宽约2500米、总面积约3.5平方公里的范围内，构筑了316个隐蔽部（其中包括25个伤员隐蔽部）、3000个防炮洞、18个营团指挥所、50个弹药器材储藏室以及80个炮兵发射阵地，能够容纳7500名士兵和80余门火炮。
整个阵地都位于地下，地面上看不到任何人或物，地貌保持原状。时值隆冬，地面冻硬如石，部队缺乏施工工具，在如此短暂的时间内完成如此巨大的土方工程，堪称奇迹。
吴信泉下达命令：“无论是干部还是战士，凡是暴露目标者，一律以战场最高纪律处理。”
他打电话对汪洋说：“这是死命令，必须确保所有人都清楚。”
为此，116师制定了严苛的潜伏纪律，明确规定凡是暴露目标或泄露机密者，一律处以极刑。此外，阵地周围1000米以内的电线、车辙印和脚印等痕迹均被白雪覆盖，交通壕内则插上稻草并铺上一层薄雪，白天严禁任何人员、车辆或马匹活动。
在隐蔽潜伏的阶段，部队规定每天必须确保供应两顿热食，尤其是在发动进攻前要吃热饭、喝热汤，并增加油脂和肉类食品的摄入，以提高御寒能力。