随着美军舰炮熄火，志愿军和人民军第二波进攻部队再次推进到美韩军前沿阵地千米以内，双方继续一轮子弹对射后进入轻炮和中炮对决；无奈之下米尔伯恩再次下令各舰开火，然这时候阴沉的天已经大亮，这一次美军炮击居然遭到中朝方面远程重炮还击，一时间更是你来我往打成一片，等击退中朝第二波步兵进攻，各舰已经开叫炮弹不足了。

上午8时余，在越来越多有掩蔽的75、76和105野战炮支援下，中朝联军发起第三次宽正面进攻，不过进攻兵力依旧分的很稀疏、呈多个小分队分散推进。在失去大部分舰炮持续支援后，美韩联军光凭地面火力无法压制如此宽广的战线，被中朝军突进后几处阵地接连失守，被迫接连放弃阵地后撤，而此时人民军剩下的半个团火箭炮突然发力，在重炮和野战炮全力支援下，中朝4路大军不惜伤亡猛攻，部分韩军再次崩溃，导致其余美韩军只能跟着撤退。中朝联军一路击破美韩军2道阵地，将敌一直压到墓地高地、游览山、仁川市区、船厂一线紧贴海边的最后工事里才收住脚。

停泊在码头上的美军舰船纷纷拔锚出海躲避近距离战火，米尔伯恩则带着一群残兵败将躲上月尾岛。

这时候月尾岛这个最后的易守难攻（仅有一条防波堤与大陆相连）反而成为美军驱逐舰射击的障碍，随着美军舰离开大陆和月尾岛之间的港湾，美海军对岸上的火力支援骤然降温；由于战线缩短，已经损失颇重的志愿军和人民军不约而同减少了进攻兵力的投入，而韩美军则由于已是背水列阵、反而打的顽强起来，无论是北部两个高地，中部市区，还是南部的船厂船坞，双方很快陷入焦灼激战状态。

美军剩下的几十辆坦克多守在墓地高地和游览山之间，在其火力支援下，两面高地上的美韩军不断发射强盛火力，63军和3军团几次进攻都被击退；而市区及船厂却被26军和2军团双双突破，美军及部分韩军急忙逃上岸边等候的登陆艇、在月尾岛上重火力掩护下逃走，而大部分韩军反而在市区跟26军短兵相接的拼命，双方打成一团；而南边的船厂里也是如此，不过此处原本系美军阵地，美军一逃就剩下些配属美军的韩军新兵，几下抵抗之后就被人民军击破，人民军一路追杀到海边才被远处美海军大炮驱逐。