1951年4月下旬，第四次战役战火还未熄灭，中国人民志愿军和朝军又发起第五次战役，再次打过三八线。在彭德怀任司令员的中朝联合司令部指挥下，志愿军出动15个军60万人，加上朝军4个军团约10万人，兵力达到开战以来的顶峰。而当面美韩联军地面部队共16个师另3个旅、1个团，共计34万余人。这是一次百万人级别的大会战，双方兵力对比为2.03：1，中朝方面占据一定的优势。但是美军在技术装备方面仍然有极大的优势，特别是得到空军的支援，使战场无前后方之分，对我军造成了极大的压力。
从4月22日一直激战至6月10日，这次战役大打小打整整50天，双方来回拉锯，大起大落，最后战线稳定在比第四次战役终战线稍微靠北些的位置。从双方战损来说，中朝军队歼灭美韩联军82000余人，自身减员85000余人，基本上差不多；从作战过程来说，中朝军队先大举南进，重创了美韩联军。其后中朝军队主动撤退，美韩军趁机进行反扑，中朝军队因缺少防备发生一些损失；从战线变化来说，中朝方比第四次战役时后退了部分地区，美韩一方稍占便宜。
整体来看，志愿军战史认为第五次战役我方仍然取得了胜利，只是在收尾阶段比较仓促，给了敌人以可乘之机，致使这个胜利不够完满。战后，我军对此次战役进行了全面深入的总结检讨，取得了宝贵的经验教训。
首先，我军充分发挥兵力上的优势，采取以一部兵力直插敌军战役纵深，割裂敌整个战役部署，并大胆实施两翼迂回与正面突击相结合，集中兵力、火力形成局部优势、各个歼灭敌人的方针，取得了歼敌8万余人的胜利，并缴获了大量物资装备，摆脱了我军在第四次战役时所处的被动局面，使新入朝的部队取得了对美军作战的初步经验。
同时，经过此次战役的较量，也迫使敌人对中朝军队的力量重新做出估计，不得不转入防御，并接受了停战谈判。这样一来，我军可以利用相对稳定的战线巩固后方、囤积粮弹、轮换部队，进行持久作战的准备，并抓住时机打击敌人，为争取停战胜利奠定了基础。
但是，这次战役在判断上有一定失误，急于破坏敌人的登陆计划，提早发起进攻， 战役准备工作不够充分。当时志愿军第二番作战部队刚刚集结，只做了必要的临战准备就投入作战，特别是新参战兵团对敌情、地形还不熟悉，又是第一次与美军这样强大的对手交战，战术准备也不足。而且粮弹储备不多，作战超过一周就不得不停顿休整，致使难于扩展战果。
战役规模企图也超出实际，要求一举歼灭美韩军几个师，包围网张得过大，向敌人纵深发展过远，这在敌我装备悬殊、我无空军掩护、战役持续时间有限的情况下，是脱离现实的，很容易造成被动。虽然在战役过程中我军多次包围美军一个师或一个整团，但因火力薄弱，无制空权，都被敌人突围而去，没能完成歼灭战的任务。而在战役后撤转移阶段，我军因准备不足，低估了敌人的反扑决心和力度，造成一定被动和损失，这是需要深刻检讨的。
战役期间我军后勤保障工作有了较大改进，但仍远远不足，随着复杂形势更突出地暴露了我军后勤供应能力不能适应现代化大规模作战的需要。实践证明，随着战争的发展，部队数量增多，作战规模扩大，对后勤供应的要求愈来愈高。没有强大的与作战规模相适应的后勤保障能力，使参战兵团能得到充分的物资供应，要歼灭现代化技术装备之敌的重兵集团是极其困难的。
第五次战役是整个战争期间规模最大的一次战役，双方进行全面较量，都试探出了对方实力的底限，从而调整了战略方针，为转入停战谈判准备了重要的条件。
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