1950年11月29日9时30分，位于下碣隅里的陆战一师部队在飞机和炮火的支援下，伙同后浦的坦克连，向新兴里方向攻击前进，企图打通与新兴里北围美军的联系，在新岱里遭到九兵团27军81师242团的强力阻击，激战一天，被迫于16时回窜。
入夜，242团派出一营迅速抢占后浦的1239高地，截断通往新兴里的公路，做好了阻击美军再次增援的准备。
29日夜里，美军在巩固阵地，志愿军在调兵遣将，双方相安无事。
30日，美第十军军长阿尔蒙德在下碣隅里召集美陆战一师师长史密斯、美陆军第7师师长巴大维开会，要求立即共同制定解救驻新兴里美军的计划和时间表；同时授权史密斯在美军撤出长津湖地区时，可以销毁任何延迟其行动的装备，并直接呼叫所需空中支援。
由于驻下碣隅里的陆战一师只有陆战一团3营【欠G连】，加上后浦的31团坦克31连，共一个营的战斗部队，剩下的都是支援部队，经过29日的营救行动表明无法突破志愿军的阻击阵地，且下碣隅里周围也有志愿军活动，所以在紧急协商之后，史密斯决定首先将柳潭里的陆战团撤回下碣隅里，然后派出解围部队由下碣隅里北上，营救新兴里被围部队。
但是，志愿军对新兴里之敌的围攻不是按照史密斯确定的解救时间表来行动，根本就没给美军机会。
经过紧张的准备，第27军完成了部署调整，预定在11月30日晚向新兴里地区被围美军发起总攻，具体部署：
第80师238团从东北方向向新兴里进攻；
239团一营从东南方向向新兴里进攻，三营从正南方向向新兴里进攻；
240团+239团二营从西北方向与正西方向新兴里进攻；
第81师241团从西南方向与正西方向向新兴里进攻；
242团二营与三营扼守新岱里附近的1221高地，截断公路，阻敌南逃；
242团一营抢占后浦附近的1239高地，截断公路，阻敌增援。
由81师师长孙端夫，80师政委张英勃组成指挥所，统一指挥此次作战行动。
30日晚22时45分，进攻新兴里的战斗开始，在炮火实施急袭15分钟后，27军四个团于23时发起攻击。
241团从新兴里西面进攻，三支攻击部队很快打入新兴里敌阵，将美军防御阵地分割成几段，接着就是与美军展开逐屋争夺。
六连连长杨志山在从夺取的一栋房屋向另一栋房屋进攻时，腰上中了一枪，一跟斗摔倒在地上，在别人的帮助下，简单用绷带包扎了一下伤口，又站起来冲到前边指挥部队。
战士王天德右臂负重伤，已失去功能，吊在肩上晃荡，但仍然坚持用左手朝敌人火力点连投两枚手榴弹，炸死四名美国鬼子。
二排长张文芝左脚被流弹击中，仍然跟在后边一颠一拐地跳行，不时向敌人射击。
一营三连机枪手李树梅也脚部受伤，右脚后跟让一块炮弹皮崩下去半个，人跌倒在地，由于冻坏了，一点疼痛感都没有，李树梅用刺刀把鞋底和打掉的半块脚后跟割下来，用一条毛巾缠上，端起手中的加拿大轻机枪又开始了射击。
二营五连二班长翟义田在打敌人占据的房屋时，让全班把棉衣反穿，白色朝外，爬在雪地里便于隐蔽。他们采用匍匐前进，隐蔽接近敌人，然后突然跃起，用手榴弹攻击，一连打掉敌人三栋房屋。“手冻僵了拧不开手榴弹，用牙咬；拉环也抠不出来，手指冻得不听使唤，得用舌头舔，而铁环一沾舌头就冻上，一扯一层皮！”翟义田说。
新兴里的美军陷入了铁桶般的四面包围，各参战部队不断地压迫美军阵地，至拂晓，志愿军各部都攻入了村内，与美军搅在了一起。介于此，詹大南副军长决定白天不撤出战斗，一鼓作气，拿下美军。
12月1日白天，美军的几十架飞机飞临新兴里上空，由于双方搅在一起，美机无法区分，只能在空中盘旋，没有轰炸。空投给养要么落在志愿军阵地，要么要过志愿军阵地才能拿到，只有一小部分落在了美军阵地，美军已接近弹尽粮绝，加之伤员满地，战斗队形混乱，士气异常低落。
10时，费斯中校决定突围，12时45分，美军集中所有能用的力量，向241团阵地拼死进攻，241团8连战至最后一人，美军突破了241团的正面阵地，然后又向242团的阵地进攻。
242团3营依托1221高地以及公路东侧的高地，对突围之敌猛烈射击，并炸毁公路上的桥梁，将美军拦截于1221高地前，2营与241团、239团则从后面猛烈冲击美军。
终于，美军建制崩溃，四散逃窜，一部越过冰封的长津湖向柳潭里逃窜，一部继续沿公路向后浦逃窜，大部分被围歼于新岱里附近的1221高地前，没逃出来的被歼灭于新兴里地区，还有一部逃入丰流里江，由于冰面不厚，又被炮击，连坦克带人掉入江里淹死了。
逃往后浦的在公路上遭到了242团一营的阻击，大部被歼灭，一小部分逃入长津湖向下碣隅里方向跑了，费斯中校也在混战中被击毙。
12月2日，81师243团加入战斗，其在赴战湖的阵地由第94师281团接防。
中午时分，战斗结束，新兴里之敌12个连，三个营部，除200多人逃脱以外全部被歼，指挥官麦克莱恩与代理指挥官费斯被击毙，另两位营长受伤。歼灭美军2807人，俘虏384人。
后浦地区的31团团部与坦克连及泗水里地区的陆战一师工程营A连共800人左右在美陆军第7师助理师长霍兹的带领下退到下碣隅里。至此，31战斗团14个连3个营部一个团部加陆战一师一个连约4300人，被歼约3200人，1100人左右逃脱。
美军总结了第31战斗团遭受惨重损失的原因：
1.通信不畅。31战斗团始终未能与陆战一师甚至直属上级陆军第7师建立直接、有效的通信联系；即使31团内部，通信也不通畅，后浦和新兴里两地就没有直接的通信联系。
2.补给断绝。虽然有空投，但大部分无法取得。
3.指挥不力。麦克莱恩上校一开始就阵亡，费斯中校又缺乏实战指挥经验，制定的突围计划很不周密，不仅没有备用方案，途中的阶段性目标【假如无法在天黑前到达下碣隅里，在哪里建立阵地】都没有确定。部队一旦开始行动，特别是遇到阻力后，就陷入无法掌握的困境。费斯选择的突围时间也有问题，10时决定突围，12时45分开始突围，到17时走完20公里山路，以当时部队的状况和战场情形根本不可能的。部队连日苦战，军官和士官伤亡巨大，逐渐丧失了对部队切实的掌握。
此战，27军5个团16000人左右参战，伤亡10000人左右。
