전쟁은 중·소의 지원을 약속받은 이북에 의해 시작되었다. 미국은 사회주의 진영을 봉쇄하기 위해 미국 주도의 유엔군을 조직하였고, 유엔군이 38도선 이북으로 진출하자 중국군이 개입하였다. 전선은 1년 만에 최초의 출발선으로 돌아왔다. 어느 한쪽의 승리, 무력에 의한 통일이 불가능하다는 점을 확인시킨 셈이다. 미국과 소련-중국은 모두 38도선 부근에서 전쟁을 끝내는 데 반대하지 않았다.

유엔군의 대규모 개입에도 불구하고 인민군은 공세를 늦추지 않았다. 1950년 8월에는 국군과 유엔군을 낙동강 이남으로 밀어붙여 이남 지역 대부분을 장악하였을 정도였다. 전세는 9월과 10월 두 차례에 걸쳐 급격히 변화하였다. 9월 15일, 유엔군은 인천에 대규모 군대를 상륙시킨 다음 인민군을 전면 공격하였다. 반도의 허리를 가르고 들어온 유엔군에게 남과 북 양쪽에서 포위된 인민군은 급격히 무너졌고, 이제 국군과 유엔군이 평양을 비롯한 이북 지역 대부분을 장악하였다.

10월 13일에는 중국 공산당이 전쟁 참여를 공식 결정하였다. 전쟁이 이제 자본주의와 사회주의 양 진영 간의 정면 대결로 비화한 것이다. 국군과 유엔군은 중국군에게 밀려 큰 피해를 입고 한강 남쪽으로 후퇴하였다. 1951년 1월, 서울 거리에는 다시 북한의 인공기가 휘날렸다.

그러나 1월 말에 국군과 유엔군이 다시 반격을 개시하면서, 전쟁은 양측이 38도선 부근에서 밀고 밀리는 지리한 공방전 양상을 띠게 되었다. 1951년 6월 23일에 소련이 유엔 대표를 통해 휴전을 제의하자, 미국이 이를 받아들여 7월에는 본격적인 정전 협상이 시작되었다.