所有的这些不利因素在深陷重围时都表现出来，师领导机械执行上级命令不知灵活变通，断粮时竟不杀掉可供几天食用的几百匹骡马而任其跑散，不积极联络求助反而砸毁电台烧掉密码，不集中力量突围反而分散突围部队，干部们担心编进部队的原国民党士兵打黑枪只想着自己跑掉…… 到了5月27日，180师师长郑其贵、副师长段龙章、参谋长王振邦都逃出来了，几百名干部和骨干也溜过了战线。应该说，他们能活着回来就已经证明，如果不解散部队而是坚决突围，180师是有很大的希望打出来的…… 180师共损失了7,000人，其中5,000余人被俘，这是志愿军在战争中被俘最多的一次。师政治部主任吴成德率余部在语言不通、地形生疏的南朝鲜打了整整一年的游击战，最后也被美军俘虏。吴成德是朝鲜战争中被俘的中国官兵中级别最高的一人。
志愿军在临津江南岸，与敌人展开阵地争夺战
多亏了63军和15军的坚决阻击，才使战局逐渐稳定下来。63军刚刚乘胜撤过北汉江，就接到了彭德怀的严令：“就是把63军打光，也要再坚守铁原15～20天！”在铁原宽达25公里的正面上，63军挡住了美军4个主力师、1,600门火炮和400辆坦克、无数架飞机整整10天的猛攻，彭德怀要用63军以鲜血换来的时间建立三道防线，并调集兵力准备待敌深入三八线以北后再次进行大规模反击…… 战斗是异常残酷的，作为第1梯队的189师经过3天3夜的惨烈战斗，有的营连已经打光，最后被撤下来暂时缩编成一个团作预备队。188师563团接防，经过血战后从1,300人锐减到266人！ 63军终于完成了铁原阻击战的任务，当接令撤下阵地时，许多战士身上只剩下一条裤衩和一支弹仓空空的步枪。 彭德怀亲自赶去看望勇士们，他眼睛湿润地说：“祖国感谢你们！我彭德怀感谢你们！”63军的将士们用哽咽的声音高喊：“祖国万岁！” 彭德怀问年仅35岁的军长傅崇碧有什么要求，仅仅十多天便瘦成皮包骨的傅崇碧满面泪水，只对彭德怀说一句话：“部队减员太严重……” 彭德怀握住他的手：“给你补2万。” 在63军血战铁原时，15军也在南芝浦里的角圪峰、鸣城山、朴达峰一线激战。 15军军长秦基伟显示出了惊人的指挥组织能力，在接到撤退命令时，秦基伟将所有的团长一个个叫出来亲自交待回撤时间、路线。秦基伟果敢的行动让15军全师而退，只有高炮团违反规定在白天就擅自开拔，结果打敌机的高炮反被敌机炸掉了19门。为了这点损失，秦基伟还痛心疾首不已。 战士们挖野菜充饥，连路边马粪里泡涨的黄豆都被饿到极点的战士们扒出来吃了…… 接到坚守10天的命令时，不顾减员已达1/3，早已断粮的恶劣状况，15军的将士们又返身先敌抢占了角圪峰、朴达峰，2天就打垮了前来进攻的加拿大旅，又顶住了美25师和美3师的猛攻。所有的山头打到最后都成了白刃战、肉搏战。就是靠着官兵们这种顽强的战斗精神，15军也整整顶了10天，以1,200人的伤亡代价毙伤敌军5,700人，还打掉了4架敌机，成为少数几个在五次战役中得大于失的野战军。彭德怀极为罕见地给15军发来了感情色彩浓厚的电报： “秦基伟，我十分感谢你们！彭德怀。” 从此，15军这支年轻的部队用自己的战功在彭德怀脑海里刻下了永不会磨灭的痕迹，当时机到来时，彭德怀是会把更重的压力和更大的荣誉交给这支部队的…… 6月10日，美军也无法承受在攻击中越来越重的伤亡了，李奇微无奈地承认：“敌人再次以空间换取了时间，并且在其大批部队和补给完整无损的情况下得以安然逃脱。”经过和范弗里特的商议，李奇微估计中朝军队即将举行大规模反攻，遂下令在当日转入全线防御，血腥的第五次战役至此结束。 此役志愿军歼敌82,000人，自身损失85,000人(死伤，失踪)，部队后撤中有20,000人失踪，3兵团因一时混乱失踪最多，达16,000人，超过一个整师。美国人则宣称5月下旬俘虏17,000中国人，这个数字占整个战争中志愿军被俘总数的80%以上，是志愿军在朝鲜战争中仅有的一次严重损失。
