抗美援朝戰爭中，中國人民誌願軍為粉碎美國為首的“聯合國軍”及其指揮的南朝鮮（韓國）軍“金化攻勢”，於1952年10月14日～11月25日，在上甘嶺地區依托坑道工事，所進行的堅守防禦作戰。 1952年秋，誌願軍和朝鮮人民軍全線性戰術反擊作戰取得節節勝利，“聯合國軍”處境愈加被動。在朝鮮停戰談判中，美方堅持所謂“自願遣返”原則，企圖強行扣留中朝人民軍隊被俘人員，並於10月8日單方面宣布無限期休會。時值美國總統選舉和聯合國第七屆大會召開前夕，“聯合國軍”為適應政治鬥爭需要，謀求在停戰談判中的有利地位，並伺機奪取誌願軍中部戰線要點五聖山以改善防禦態勢，擺脫戰場上的被動局面，於10月14日發動“金化攻勢”，向上甘嶺地區的597.8高地和537.7高地北山實施進攻。 “金化攻勢”由美軍第8集團軍司令J.A.範佛裏特親自謀劃和指揮，進攻前，“聯合國軍”以為只需投入2個營的兵力，即可占領該兩高地。進攻發起後遭到誌願軍頑強抗擊，遂陸續投入兵力，參戰部隊先後有美軍第7師（配屬美軍空降第187團、埃塞俄比亞營、哥倫比亞營）、南朝鮮軍第2師（配屬第37團）和第9師，***計步兵11個團又2個營，另18個炮兵營（計105毫米以上口徑火炮300余門）和170余輛坦克，出動飛機3000余架次，總兵力達6萬余人。 誌願軍在上甘嶺地區先後擔負防禦任務的部隊為第3兵團副司令員王近山、副政治委員杜義德指揮的第15、第12軍。戰前，第15軍做了防敵進攻的準備，以第45師第135團2個加強連防守597.9高地和537.7高地北山，並在該兩陣地構築10米長以上坑道48條，全長760多米。在戰役過程中，誌願軍又陸續投入大量兵力，計有第15軍第45、第29師，第12軍第31師和第34師1個團，炮兵9個團各1部另4個營，有山炮、野炮、榴彈炮114門，火箭炮24門，高射炮47門，總兵力達4萬余人。整個作戰由第15軍軍長秦基偉、政治委員谷景生指揮。 上甘嶺戰役，交戰雙方先後動用兵力達十萬余人，反復爭奪43天，作戰規模由戰鬥發展成為戰役，其激烈程度是戰爭史上罕見的。“聯合國軍”炮兵和航空兵，對兩山頭***發射炮彈190余萬發，投彈5000余枚，把總面積不足4平方公裏的兩高地的土石炸松1～2米。誌願軍防守部隊貫徹“堅守防禦、寸土必爭”的作戰方針，依托坑道工事，堅決抗擊“聯合國軍”的進攻。整個戰役經歷了三個階段： 第壹階段，爭奪表面陣地 “聯合國軍”經過兩天的炮火準備後，於10月14日5時開始，以美軍第7師和南朝鮮軍第2師各壹部***7個營的兵力，在105毫米以上口徑火炮300余門、坦克30余輛、飛機40余架次的支援下，采取多路多波的方式，連續向597.9高地和537.7高地北山發動猛攻。誌願軍第45師防守部隊頑強抗擊，先後擊退1個排至1個營兵力的10余次沖擊。野戰工事被摧毀後，轉入坑道繼續戰鬥，並於當夜以4個連的兵力進行反擊，恢復了表面陣地。戰鬥中，第135團排長孫占元，雙腿被炸斷仍堅持指揮戰鬥，最後拉響手榴彈與敵人同歸於盡。15～19日，“聯合國軍”又投入2個團另4個營的兵力繼續進攻。第45師調整部署，增加防守兵力，依托坑道工事，白天阻擊，入夜反擊。在19日反擊597.9高地的戰鬥中，第135團班長黃繼光，以身軀堵住敵機槍工事射孔，為部隊開辟沖鋒道路。至20日，第45師***斃傷敵7000余人，在大部表面陣地被敵占領後，防守分隊轉入坑道繼續作戰。 第二階段，堅持坑道鬥爭 從10月21日開始，“聯合國軍”壹面圍攻誌願軍堅守坑道的部隊，壹面調整部署，將遭重創的美軍第7師在漢灘川以東的防務和進攻597.9高地的任務交給南朝鮮軍第2師，將南朝鮮軍第9師調至金化以南地區作為戰役預備隊。第15軍根據誌願軍代司令員兼政治委員鄧華關於抓住敵成營成團沖擊這壹有利時機予以大量殺傷的指示，令第45師重點轉入堅守坑道作戰，準備進行決定性的反擊。21～29日，該師堅守坑道的部隊，在“聯合國軍”進行 壹切封鎖的情況下，充分發揮黨支部的戰鬥堡壘作用和政治思想工作的威力，團結壹致，克服缺糧、缺彈、缺水和空氣汙濁的困難，堅持作戰，並先後組織班或戰鬥小組向坑道外出擊158次，斃傷敵2000余人，奪回7處陣地。此間，誌願軍縱深部隊以2個班至5個連的兵力，多次向597.9高地和537.7高地北山實施反擊，並及時向坑道內增派人員，補充物資；炮兵19個連進行火力支援，配合堅守坑道作戰。為了準備決定性反擊，第3兵團根據誌願軍司令部的指示，將第12軍調往五聖山地區，作為戰役預備隊；以第15軍第29師接替第45師除597.9高地和537.7高地北山以外的全部防務；給第15軍增加7個炮兵連和1個高射炮兵團，給第45師補充1200名新兵。 第三階段，實施決定性反擊 10月29日開始，誌願軍第15軍進行兩天的炮火準備，摧毀“聯合國軍”所占表面陣地的工事。30日夜，該軍以第45師5個連、第29師2個連與堅守坑道的3個連相配合，在百余門火炮支援下，對597.9高地進行反擊，奪回了表面陣地。11月1～5日，“聯合國軍”每日以1～6個營的兵力，對597.9高地展開猛烈攻擊，壹度突入陣地。誌願軍第12軍以第31師第91團和第93團1個營先後投入戰鬥，與第45師防守部隊緊密配合，粉碎了“聯合國軍”的多次進攻。在5日的戰鬥中，第91團新戰士胡修道，在全班戰友都傷亡的情況下，孤身奮戰，堅守陣地，斃傷敵280余人。11月5日，第3兵團調整部署，以第12軍副軍長李德生指揮第31師及第34師2個團擔任鞏固597.9高地和奪回537.7高地北山的作戰任務，並組成五聖山戰鬥指揮所，該指揮所歸第15軍直接指揮；第45師除炮兵、通信、後勤保障部隊外，撤出戰鬥進行休整。11日16時25分，第31師第92團以2個連，在110余門火炮支援下，分兩路發起沖擊，激戰至17時奪回了537.7高地北山陣地。入夜該團增強兵力，搶修工事。12～14日，打退南朝鮮軍2個營至1個團兵力的多次攻擊。14日夜，第93團主力加入戰鬥。至17日，又打退南朝鮮軍1個排至1個團兵力的沖擊70余次。18日，第34師第106團接替第93團加入537.7高地北山作戰，激戰至25日，打退南朝鮮軍多次進攻。第12軍加入作戰後，在第15軍作戰勝利的基礎上，鞏固了597.9高地，恢復、鞏固了537.7高地北山陣地。“聯合國軍”由於傷亡慘重，被迫停止進攻，上甘嶺戰役遂告結束。 此役，誌願軍第15、第12軍打退“聯合國軍”營以上兵力沖擊25次，營以下兵力沖擊650余次，進行數十次反擊，***斃傷俘敵2.5萬余人，擊落擊傷敵機270余架，擊毀擊傷其大口徑火炮60余門、坦克14輛，最終守住了陣地。作戰中，誌願軍傷亡1.15萬余人。上甘嶺戰役，創造了現代戰爭史上堅守防禦作戰的範例，表明以坑道為骨幹、支撐點式的防禦體系，對抗擊強大火力的突擊、增強防禦的穩定性有著巨大作用。在43天的激烈戰鬥中，聯合國軍在只有4平方公裏的狹小地域內先後投入3個師部隊的11個團另2個營，***計6萬余人，105毫米以上火炮300余門，坦克150余輛，飛機3000余架次，傷亡2.5萬余人；中國軍隊先後投入2個軍的4個師部隊計10個步兵團，***4.3萬余人，各種火炮185門，傷亡1.5萬余人。戰役中，聯合國軍發射炮彈190多萬發，投擲航空彈5000余枚，最多的壹天發射炮彈30萬發，投擲彈500余枚；中國軍隊***發射炮彈40余萬發，也創造了中國軍隊火力發射之最。2個高地山頭被削平近2米，到處壹片焦土，在這片狹小地域雙方倒下了4萬余名士兵。當時，美聯社就稱其為“朝鮮戰場的凡爾登”。
上甘嶺戰役中，聯合國軍只奪取了537.7高地北山的2個小陣地，完全沒有實現奪占整個597.9高地和537.7高地北山的作戰目標。此後，聯合國軍再未發動大規模的攻勢。15軍也壹戰成名，後來被改編為中國軍隊中的唯壹壹支空降軍，成為了和“萬歲軍”38軍齊名的有國際知名度的中國部隊。