再看人民军方面。在反“夏季攻势”作战中，第5军团及左翼友邻第2军团都受到了严重损失，且未经休整，补给缺乏，已经战斗力大减。由于人民军方面人力资源有限，预备队迟迟上不来，为了誓死守卫“祖国的高地”，前线部队只能勉力支撑。在“伤心岭”地区，第5军团人6师15团坚守在930.6高地、851高地地区；人6师1团配置在636高地向西北至974高地一线。在人6师的右翼，还有第5军团第12师3团防守867高地地区。由于一个多月来不间断的进行血战，人民军各团大量减员，都已不足千人，而且疲惫不堪。
10月5日，美第10军按计划向北汉江以东人民军阵地发起了“底线得分”攻势。此前一天，斯特曼少校指挥的美法军特遣队在强大火力支援下突进沙汰里山谷，占据了在利地形，开始对周围的人民军阵地实施火力压制，吸引人民军的注意。5日黄昏，美2师集中近300门重炮和迫击炮向文登里河谷美9团、美38团正面的人民军阵地进行猛烈的火力准备。随后又出动数十架次飞机，使用凝固汽油弹和火箭弹、机枪再次覆盖上述人民军阵地。不过，美军故意没有炮击和轰炸“伤心岭”阵地，目的是给人民军造成错觉。果然，防守“伤心岭”的人民军认为美军进行攻击时必先使用炮火急袭、飞机轰炸，然后才是步兵进攻。这次没有对“伤心岭”进行火力准备，看来主攻方向不在这里，因而放松了警惕。
10月5日入夜后，美9团沿文登里公路西侧发起进攻；美23团以法国营从北侧佯攻930.6高地，1营从南侧牵制851高地，2营运动到930.6高地南侧准备发动奇袭，3营随2营后跟进并适时对其进行火力支援和兵力增援。当各营进至冲击出发位置后，负责支援美23团的一个野战炮兵营开始进行火力准备，对“伤心岭”地区已经标定好的全部人民军迫击炮阵地进行压制射击。
美23团2营借助夜色掩护，静肃通过了阵地前沿的弹幕地带，突然向930.6高地发起冲击。阵地上的人民军毫无防备，一下就被打懵了，无力反击，只好丢弃表面阵地纷纷钻进坑道和掩蔽部中进行抵抗。美军则迅速形成包围，使用火焰喷射器、手榴弹和轻武器攻击钻洞的人民军，一一将其清除。战斗至10月6日凌晨3时，2营已占领了930.6高地的南半部分。不久，高地北半部分的人民军组织力量发起反冲击。2营在随后跟进的3营支援下，顽强击退了人民军的反击。其后，2营、3营继续发展进攻，与从另一侧进攻的法国营协同，激战到6日中午终于完全占领了930.6高地。
在美23团战斗的时候，美38团也发起进攻，战至10月7日相继夺取了485高地、728高地、636高地，控制了通向文登里道路的东侧要点，为美坦克72营随后向文登里河谷突击提供了掩护。左翼的美9团遇到的抵抗比较轻微，进展亦很迅速，战至10月8日连续夺取了867高地、960高地和665.6高地，并继续向西北侧的1005高地推进。在沙汰里山谷，斯特曼少校指挥美法军特遣队继续实施攻击，在空地火力掩护下重点摧毁851高地东坡的人民军工事掩体。
人6师1团、15团和第12师3团在美军空地火力突击下伤亡严重，但仍拼死抵抗，往往人地皆失。为了挽救东线战局，根据志愿军司令员彭德怀的命令，志愿军第二十兵团所属第68军出动204师和202师604团，于10月7日进至人民军第5军团二线阵地，准备于10日接防第5军团在“伤心岭”（不含）以西的各阵地。由于美第10军的攻势进展很快，第68军204师不得不于10月7日提前进入战斗，与人民军第5军团联手抗击敌人，边战斗边接防。
10月10日，美38团G连一支巡逻队抓获了一名俘虏，经审问后确认是来自中国志愿军204师。审讯官从俘虏口中得知，志愿军204师正在与朝鲜人民军换防，准备在换防完成后两天内对美2师发动反击。扬格师长接到报告后，命令各团加紧攻击，乘志愿军和人民军换防间隙取得更大战果。
10日拂晓，美2师工兵终于成功开通了被堵塞的杨口至文登里公路。蓄势多时的美坦克72营立即发起攻击，首批出动20多辆坦克，每辆相隔90多米成一路纵队沿公路猛扑文登里谷地。非常巧的是，这时正值志愿军204师与人民军第5军团换防的最后一天，人民军已撤下阵地，志愿军还没来得及完全进入阵地。美军坦克纵队得以轻松突进文登里谷地，并发现有大量志愿军正在开阔地行军，遂扑上去猛烈开火，予其以严重杀伤。借着坦克的攻击，美38团继续发展进攻，又夺占了605高地，并与905.2高地上正在换防的中朝军队展开激战。与其并肩推进的美9团也猛攻1005高地，与坚守阵地的人民军第12师一部展开了惊心动魄的白刃战。经过反复争夺，人民军守军死战到最后全部打光，阵地才被美军夺取。就这样，趁中朝部队换防的空档之机，美军坦克和步兵一举楔入对方的防线，将从文登里附近通向“伤心岭”西坡的机动运输路线切断。如此人6师15团在“伤心岭”剩余阵地上坚守的部队补给断绝，已处于孤立无援之境。
10日当天，美23团2营离开930.6高地向西进攻，经过一次惨烈的白刃突击清除了520.1高地上接防不久的志愿军，夺下了高地，并与西侧的美38团取得了联系。至此，人6师15团在“伤心岭”地区只有851高地一个阵地了。此后几天战场上下起了雨，但美23团毫不停歇，出动1营和法国营从南侧，3营从西侧，在优势火力支援下顺着山势一步一步向851高地顶部推进。高地上到处是人民军的掩体、地堡，每前进十几米都要经过艰苦战斗。加上下雨，能见度不好，山上非常泥泞，双方在泥水中反复进行拼杀。一直激战到10月13日拂晓，法国营率先攻占了851高地顶部。坚守高地的人民军官兵顽强奋战到最后一刻，全军尽没。后来美军战史也由衷地称赞说：“不到战死或因负伤不能进行战斗时就不停止抵抗，被俘的人极少，而且没有见着一个没有带伤而被俘的。”经过整整一个月的残酷战斗，美23团终于攻下了“伤心岭”。
美38团也继续推进，与接防阵地的志愿军进行了激烈战斗，于10月12日攻占了974高地，15日又夺取了该团的最后一个目标1220高地。不过美9团和美坦克72营逐日向文登里谷地的突击却遭到挫折，被志愿军204师610团及师紧急组织的反坦克大队顽强挡住，4天内损失坦克31辆（美方战史仅承认损失8辆），其袭扰阻断中朝两军联系的意图破产。至10月15日，美2师停止了攻势。10月16日以后，美第10军将进攻重点转向了文登里公路以西的志愿军204师612团防守的阵地，主要使用韩8师进行攻击。由于志愿军612团初接阵地不适应情况，虽经反复苦战，但先后被韩军占去了近20个高地。至10月22日，美第10军逐渐停止了在北汉江以东的大规模攻势。
恶战惊心的“伤心岭”大厮杀至此落下了帷幕。美第10军自10月5日发起“底线得分”攻势后，向前推进约6公里，占去中朝军队阵地50余平方公里。虽然未能夺取对文登里河谷的控制权，但还是基本达到了战役目的，攻占了战线要点“伤心岭”，修正了山间洼地地区及美2师和韩8师西面防线上的凹陷部分，并与西线美第9军的战线拉平。从9月13日至10月15日，美2师及配属部队共伤亡3745人，其中美23团和法国营的伤亡几乎占到了总伤亡的一半。美军估计杀伤志愿军和人民军达1.5万人（实际上志愿军第68军伤亡2400余人，朝鲜人民军伤亡不详）。在“底线得分”攻势中，美第10军还消耗了各种炮弹69万多发，不愧为“范佛里特弹药量”，真够让美国纳税人肉疼的！
朝鲜人民军第5军团顽强坚守北汉江以东诸阵地两个月，与优势联合国军进行了浴血奋战，打出了“血染岭”和“伤心岭”两个优秀战例。特别是洪宁少将指挥人6师在“伤心岭”阵地的防御战，运用出色的阵地构筑、火力配置和战术组合打得美法军叫苦连天，给了敌人以深刻的教训。然而由于人民军统帅部在战略方针上的僵硬，以及人民军在人力资源上的严重不足和火力上的先天劣势，就注定了其不能像志愿军在上甘岭那样与联合国军打“肉磨子”，无法持久消耗，最后只能落个人地皆失的结局。
第5军团军团长方虎山是一位难得的优秀将领，不论打进攻战，还是阵地防御战，都能很快总结出一套行之有效的战法，并与奇诡多变的指挥艺术相结合而令敌人胆战心惊。在整个朝鲜战争中，联合国军赞誉最多的北朝鲜将领，就是方虎山。然而由于在他的指挥下丢失了“血染岭”、“伤心岭”等大片阵地，这就严重违背了中央和人民军最高司令部关于死守国土的指示精神。尽管主要责任不应由方虎山来承担，但他还是在战后受到了中央的批评，并被调离前线，从此赋闲。到了1955年，方虎山和朴一禹一起被打成“宗派分子”并被开除。此后方虎山的结局就成了一个谜，众说纷纭。
