就在外交界为三八线问题争吵不休的时候，第8集团军占领汉城以后也停下来调整部署，并为下一步所要进行的任何战斗做好准备。根据华盛顿的指令，麦克阿瑟在10月初发表了一篇要求北朝鲜投降的广播讲话。对此，金日成首相10月7日的回答是，命令他的部队“战斗到底”。
第8集团军已经派部队越过三八线去试探北朝鲜的防御。10月9日，全面入侵的部队——第1骑兵师、第24步兵师、韩国第1师和英国第27旅开始行动了。北朝鲜人顽强抵抗了大约五天时间后，第1骑兵师突破了防线，攻占了汉城—平壤走廊的第一个重镇金川。
在以后的几天里，北朝鲜人民军继续撤退，第1骑兵师和第24步兵师则争先恐后，看谁首先抵达通往平壤的公路的中间城镇沙里院。他们推进的速度如此之快，以致超越和绕过了大批北朝鲜人民军。北朝鲜人大批大批地投降，联合国军一个营在一个晚上就俘虏了1 700人。一名空军飞行员甚至在空中也俘获了北朝鲜人民军的一个连。他发现在群山东北的一处山坡上有一群北朝鲜士兵，就投下一份告示，命令他们放下武器，他们遵命服从了，于是这名飞行员又把一支巡逻队引导到等待投降的200名俘虏那里。联合国军俘获了大量的大炮、坦克和弹药，包括三整列车满载的军需供应品，溃逃的敌军把它们封存在隧道里。高级军官也开始投降（他们之中有北朝鲜人民军第13师参谋长李学久上校，他逃离自己的部队，唤醒两名在掩体里睡觉的美国兵，交出了自己的武器）。在第3营的澳大利亚部队一个宿营地附近俘虏了一大批敌军，美国指挥官彼特·克雷诺斯中校用无线电台通知澳大利亚人：他正带着俘虏的队伍过来，押送战俘的卡车闪亮着头灯。当克雷诺斯中校抵达时，他听见一名在站岗的澳大利亚人大声嚷嚷：“你们这是什么意思？我们在这儿，准备进行明天早上的一场协同进攻，该死的美国佬半夜三更从北边过来，灯火通明的，还带来一大堆该死的北朝鲜俘虏。”
然而沃尔顿·沃克将军仍然有理由感到担忧。第8集团军仍然极为缺乏弹药和其他补给品，随着部队继续急速推进，这种状况进一步恶化。离第8集团军最近的铁路车站在200英里以外洛东江边的倭馆。仁川仍然拥挤不堪，第10军的剩余部队正在按麦克阿瑟入侵东海岸的计划进行最后阶段的撤离工作。
韩国军队在东部的进展更为神速，他们没有为那个叫道格拉斯·麦克阿瑟的人的宏图大略所阻碍。敌军在撤退，他们就追击。据一份陆军情报报告估计，只有2.5万名北朝鲜人民军得以在这一地区撤过三八线。韩国军队仍然为三个月前的蒙羞受辱而痛心疾首，根本不给对方以喘息之机。
沿东海岸的追击战是“现代”战争的一个典型战例。韩国第3师徒步或乘车昼夜兼程，常常和所有的指挥所都失掉了联系。该师指挥官们置侧翼安全这种基本军事常识于不顾。韩国军队认为，对北朝鲜人民军可能从西面发动的任何反击，他们都可以置之不理或加以遏制。他们没有停下来肃清小股部队的抵抗，散兵游勇可以在以后清除、击毙或俘虏。
这并不是说韩国军队的进展轻而易举。北朝鲜人民军第5师仅剩下2400人，但仍保留了迫击炮和76毫米反坦克炮，这些武器用于狭窄的海滨公路时，具有置人于死地的威力。北朝鲜人民军还有坚固的坑道工事和火炮掩体。但韩国军队仍然顽强推进，往往每天前进15英里，尽管有很多跑烂鞋子的士兵光着带血的脚板向北行进。
10月10日，韩国第3师和首都师进入元山，这离他们跨过三八线还不足两个星期。第二天晚上，该市就为联合国军所控制。第3师留在元山，准备迎接麦克阿瑟“入侵”部队的到达，首都师则沿着海岸线又向北推进了50英里。
使军官们深为沮丧的是，当韩国军队已经由陆路长驱直入、夺取了他们的目标元山的消息传来时，陆战1师仍然在仁川登船，准备为“入侵”元山而进行远航。麦克阿瑟会不会撤回他那愚蠢透顶的命令，允许陆战1师免除一个星期毫无意义的海上航行，回去参加战斗呢？不，陆战队还要乘船去元山。
一名上校坐在“麦金利山号”军舰（又一次作为入侵部队的旗舰和指挥所）的军官舱室里，给一位在麦克阿瑟司令部工作的陆军朋友写信。“我讨厌用那个老掉牙的话，‘我们早就告诉你了’，但是哥儿们，我们铁定还得这么说。我们坐在港口的一条船上，本来我们应该是可以在战场上杀敌人的。你知道，你们的‘伟大上帝麦克阿瑟’并不是永远正确的，这一次他真的是搞糟了。”
这位上校在信封上写上地址，但是第二天又决定不寄出了。这封信会被说成是嫉妒心理。麦克阿瑟在海军陆战队的反对声浪中毕竟胜利地拿下了仁川，因此可以允许将军犯一次错误。上校把这封信塞到他的背囊里了。
攻陷平壤
北朝鲜首都平壤的陷落过程几乎是平淡无奇，守军也没有从金日成首相10月14日的命令中得到什么鼓励：“一步也不能再退了，现在我们是无处可退。”为了执行他的命令，金日成建立了“督战队”，也就是临时行刑队，对逃兵就地枪决。
金日成的告诫为时过晚。10月14日，联合国军突破了平壤的防线，使北朝鲜人民军的阵脚大乱。英国的一个营（阿盖尔第1营）发现憔悴不堪的北朝鲜人在路边乱转，等待机会投降。有好几次，北朝鲜人把穿着陌生服装的英国人错当成俄国人，一伙人向阿盖尔营的一个排跑来，嚷着“同志，同志！”好像俄国已经出兵来拯救他们。他们递过来香烟和帽子上的红星作为纪念品。英国人接受了香烟、红星和他们的拍背致意，然后后退几步，开枪打死了这伙北朝鲜人。
10月17日，第8集团军的情报机构估计，保卫平壤的北朝鲜士兵已剩下不足8000人，受到重创的北朝鲜人民军只有招架之功了。联合国军似乎是从四面八方向北朝鲜的军队逼近——第1骑兵师从南面，韩国第1师从东南面。韩国军队的一位指挥官、旅长白善烨雄心勃勃，力争第一个进入平壤。五年前，共产党人掌控北朝鲜时，这个城市的统治者杀死了白善烨家的几个成员。在1950年的进军时，白告诉一位美国记者，北朝鲜人“锯掉了他的婴儿的脑袋”。
对平壤的最后攻击于10月19日开始。北朝鲜人民军发动了最后一次反击，派出三辆坦克迎击第5骑兵团的进攻部队。一支由一位年轻的美国士兵领导的队伍用火箭筒击毁了这些坦克。
正午时分，第1骑兵师和韩国第1师以猛烈的攻势突进市区，扫清了最后负隅顽抗的守军。白旅长想要血债血还。当一支北朝鲜小分队负隅顽抗时，他指挥他的坦克径直碾轧过去。300多名北朝鲜人被碾毙或者击毙。
相对轻松的作战意味着平壤躲过了汉城经历过的浩劫。为此缘故，或者是别的原因，据《时代》周刊记者德怀特·马丁报道，平壤老百姓用“南朝鲜旗子、英国旗子、中国国民党旗子，以及自己凭想象设计的联合国旗子”欢迎联合国军。美国部队对俄国人在这个城市里的生活方式惊叹不已：苏联大使馆周围有大片的俄国官员住宅；俄国小卖部充满红酒、伏特加、鱼子酱和化妆品；苏联大使馆装备着昂贵的无线通信和摄影器材。来到金日成的办公室要穿过四个接待室，每个接待室都挂着约瑟夫·斯大林的画像；里面的密室“铺满花哨的地毯和昂贵的家具……在最显眼位置的是一张巨大的红木写字台，左侧安放着一尺高的金日成石膏胸像，右侧是斯大林的胸像”。在他的防空掩体里有一间音乐室，室内有一台风琴和一张理发椅子。
美国人立即着手在这座被占领的首都设立一个新政府。民政事务军官阿奇博尔德·梅尔基奥尔上校挑选了一些他希望是平壤非共产党人的名流要人，组成了一个委员会。梅尔基奥尔解释说：“我们当时坐在一座小桥旁边的一些圆木上，看见一个朝鲜人向我们走来。由于他衣着整洁，我们硬拉住他，告诉他去召集一些有名望的市民。”这位市民是一个商店老板，他愉快地服从了，并给美国人找来了一些中学教师和郡里的低级官员作为骨干。苏联对北朝鲜五年的统治结束了。
威洛比宣布胜利
10月20日，查尔斯·威洛比将军实际上宣布了战争的结束。威洛比在一份分发给所有远东司令部人员的情报综述中说：
敌人已无力进行任何大规模有组织的抵抗。有迹象表明，北朝鲜的军事和政治指挥部可能已经逃往“满洲”，与战场上敌军部队的通信联络和由此带来的控制已经完全失效。……
尽管有这些组织混乱的迹象，但目前还没有迹象表明敌人打算投降。他们继续保持着进行小规模迟滞联合国军行动的战斗力。……
灰心丧气的第10军此时仍在海上颠簸，战争进展得如火如荼，但他们也只好隔岸观火。北朝鲜人——大概是在苏联的帮助下——在通往元山的航线上密密麻麻地布下了3000多颗水雷。海军设法排除它们，但却灾祸频生。
一支由21艘扫雷艇组成的小舰队于10月10日开始扫雷，并清理了一条通往距海岸10英里处的航线。这时，某一位军官（在海军史料上未透露其姓名）出主意，要用飞机沿一条狭窄的航线轰炸引爆水雷，好让开路的扫雷艇通过。10月12日，39架飞机从“莱特号”和“菲律宾海号”航空母舰上起飞，投下了每枚1000磅重的炸弹共计50吨。但这个办法不灵，炸弹爆炸的冲击不足以引爆水雷。三艘扫雷艇随后驶进航道。几分钟后，“海盗号”扫雷艇撞上了一颗水雷，紧跟在它后面的“誓约号”扫雷艇碰上了另一颗水雷，两艘艇很快就沉没了。第三艘扫雷艇“神奇号”救起了20多个幸存者，但是12人与船一起沉没，有一个人后来因伤重而死，还有33人受伤。扫雷行动又进行了两个星期，并损失了3艘舰船，2艘属南朝鲜人，1艘日本船。俄国造的水雷极为复杂：一个磁性装置设定好后，可以在多达12艘船通过后爆炸。所以，扫雷舰必须在一块海域至少往返13次，才可以确认是否为安全地区。
这样，从10月19日至25日，陆战1师这支朝鲜战争中最精良的部队一直无所作为，他们怨愤不已，只能乘运输舰在元山海峡外面的日本海上缓缓驶来驶去。爱开玩笑的陆战队员们无不讽刺地挖苦“悠悠行动”，而且每当船掉头向南开时，他们便开始散布要回釜山——然后就回国的谣言。但是，玩笑很快就开不下去了，尤其是在没有准备好要做这次几乎等于横跨太平洋的航行的坦克登陆舰和小型运输舰上。肠胃炎和痢疾在所有的运输船上流行开来，“海洋凤凰号”船上病倒了750人。食品供应已短缺到危险的程度。正如陆战队史学家林恩·蒙特罗斯写道：“人们在船上度日如年，牢骚满腹者从未像现在这样愤愤不已。每天写给妻子和情人的信件堆积如山，平装本的凶杀神秘小说被百无聊赖的读者们翻看得残缺不全。”
10月24日晚，艺人鲍勃·霍普和玛里琳·马克斯韦尔在元山举行的劳军演出节目里，自始至终充满了被困在海上的牢骚满腹的陆战队的怨言。第二天，在从陆路和空中（空军地勤人员12天前就抵达元山）先期抵达的部队的讥讽嘲弄声中，陆战1师终于登上陆地。麦克阿瑟的“战略”使他所统率的最精良的部队足足四个星期不能参战。
与此同时，“悠悠行动”也使陆军第7师苦不堪言。在某种意义上，第7师的处境比陆战队更令人灰心丧气。原定计划要求第7师随陆战队在元山登陆，所以该师在釜山登船，好像要去进行一场非战斗登陆。但是，就在第7师起航离开釜山之前，韩国军队就占领了元山，所以东京指挥部决定改变该师的任务：该师将尽可能地在靠北的地方登陆，以便与已经在北朝鲜的部队会合。阿尔蒙德将军选择了利原作为登陆点，第7师可以部署在那里，以便沿北青—丰山—惠山津公路向北直捣鸭绿江。