Stolicę Republiki Korei wyzwolono dopiero 25 września. Ofensywa trwała i 23 października padła stolica KRLD Phenian. Wojska ONZ kontynuowały następnie pościg z zamiarem całkowitego zniszczenia przeciwnika bądź wyparcia go za graniczną rzekę Jalu. Wobec opóźnienia lądowania desantu pod Wonsan nacierającym nie udało się całkowicie odciąć sił Północy od granicy, choć 24 października oddziały amerykańskie w kilku miejscach dotarły do rzeki Jalu. Armia Północy była rozbita, tracąc ok. 120 – 140 tys. zabitych i rannych. Dalszych kilkadziesiąt tysięcy żołnierzy dostało się do niewoli.
Jednakże karta wojny niespodziewanie się odwróciła. 25 października wojska amerykańsko-południowokoreańskie pierwszy raz nawiązały kontakt bojowy z oddziałami chińskimi. Mimo że Pekin wielokrotnie zapowiadał włączenie się do wojny w razie przekroczenia przez wojska ONZ 38 równoleżnika, obecność w Korei regularnych wojsk chińskich zupełnie zaskoczyła gen. MacArthura. Atak ponad miliona Chińczyków spowodował rozpaczliwy odwrót Amerykanów. Wielu poniosło śmierć od kul i od mrozu. Linię frontu udało się odtworzyć dopiero na południe od 38 równoleżnika, oddając m.in. przeciwnikowi Seul. Dopiero 14 marca 1951 roku odzyskano stołeczne miasto.
W Stanach Zjednoczonych doszło wówczas do najpoważniejszych od czasów wojny secesyjnej konfliktu między politykami a wojskowymi. Bezpośrednią przyczyną było kwestionowanie przez MacArthura ograniczeń narzucanych mu przez Waszyngton. Żądał on kontynuowania działań zaczepnych aż do całkowitego zwycięstwa. Domagał się wprowadzenia do walki 200 tys. żołnierzy Republiki Chińskiej z Tajwanu oraz, gdyby sytuacja tego wymagała, użycia broni atomowej przeciwko celom położonym w Mandżurii. Prezydent Truman nie mógł tolerować awanturniczych pomysłów, grożących rozpętaniem światowego konfliktu jądrowego, i generał mimo olbrzymiej popularności został odwołany. Następnym dowódcą sił ONZ w Korei został dotychczasowy dowódca 8. Armii gen. Ridgway.
Wiosną 1951 r. na froncie koreańskim sytuacja była patowa. Obie strony trwały na umocnionych pozycjach, prowadząc działania zaczepne na niewielką skalę. 10 lipca 1951 roku w Kesong rozpoczęły się negocjacje rozejmowe, ale już 22 sierpnia zostały one zerwane. Strona północnokoreańsko-chińska wróciła do stołu rokowań dopiero 20 października. Rozmowy przeniesiono do Panmunjonu. Toczyły się one przez następne 20 miesięcy. Jednym z głównych punktów spornych była kwestia wydania jeńców wojennych. Spośród ok. 130 tys. przetrzymywanych na Południu żołnierzy chińskich i północnokoreańskich połowa odmawiała powrotu. Strona ONZ gotowa była przyznać jeńcom prawo wyboru, ale komuniści stanowczo się temu sprzeciwiali.
