英勇冒险的仁川登陆行动拉开了朝鲜战争第二阶段的序幕，成为一场令人叹为观止的军事胜利。月尾岛被成功压制，进攻的突击部队横扫仁川，向汉城以西具有重要战略价值的金浦机场挺进。9月29日，收复汉城，之后转交李总统。第10军的战士们同时成扇形散开，占领整个汉城地区。与此同时，沃克的第8集团军从釜山防御圈向北发起进攻。落入麦克阿瑟包围圈里的北朝鲜军被击毙、俘获13.5万多人。即便仍有3.5万余名北朝鲜士兵逃过三八线，但南朝鲜境内的北朝鲜军竟然在短短两周之内被全部肃清，这简直令人难以置信。
杜鲁门原本只打算将北朝鲜军队赶出南朝鲜，但他意识到成功撤退的北朝鲜部队如果和预备队联合，仍然会对南朝鲜构成威胁。杜鲁门同样明白统一朝鲜一直以来都是美国和联合国的目标。他为此在9月27日允许麦克阿瑟让部队越过三八线，但在接近北朝鲜与中国和苏联接壤的边界时只能使用韩国军队。联合国随后批准了这项行动。
短短一个月之内，美军与韩军已经成功歼灭了北朝鲜境内绝大部分地区的人民军，正成四路单独纵队（因地形限制无法互相支援）向鸭绿江畔的北部边境挺进。然而抵抗逐渐变得顽强起来，战场指挥官报告在北朝鲜守军中发现了中国士兵。但10月15日杜鲁门与麦克阿瑟在威克岛碰面时，这位美国将军对这些报道予以驳斥，拒不承认存在中国出兵干预的危险。然而，麦克阿瑟错了。联合国军正一步步走向灾难。截至11月底，超过30万中国“志愿军”分成六个兵团（每个兵团兵力相当于一个军）已经进入北朝鲜，对美、韩军队形成压倒性优势。朝鲜战争的第三阶段就此拉开帷幕。
麦克阿瑟见对方人数众多，下令部队从鸭绿江撤退，总撤退随后展开。身后北朝鲜军穷追不舍，加上北朝鲜严冬降临，温度降至零下40度以下，联合国军苦不堪言。即便如此，撤退仍在有序进行。第10军从日本海沿岸的元山和兴南退至釜山。海军陆战队在长津水库突破重围，撤至兴南，书写了朝鲜战争中最为英勇和充满戏剧色彩的一幕。
截至12月底，联合国军已经退至三八线附近。马修·B·李奇微中将飞抵战场，接替指挥（沃克中将因乘坐的吉普车与一辆韩国军用卡车相撞，不幸丧生），成功建立起一条防线。但即使是这条防线联合国军也无法守住。1951年1月4日，中国军队从联合国军手中夺回了汉城。
即便如此，李奇微还是成功重新建立起防线，在三八线以南大约40英里处阻挡住中朝军队的前进步伐。中朝兵力此时已经增加至40万人。杜鲁门及其军事幕僚现在必须决定下一步究竟该如何行动。到底是接受基本陷入僵持的战局，努力通过谈判解决争端；还是为了赢得战争、统一朝鲜而让战争升级，甚至不惜与中、苏两国大动干戈。总统与参谋长联席会议经过一番商议，决定选择前者。麦克阿瑟对此强烈反对。他极力主张对中国实行封锁和空中打击，并利用蒋介石在朝鲜的军队反攻中国大陆。然而，令麦克阿瑟大感惊愕的是自己的意见竟然遭到了顶头上司的否决。
