彭德怀鉴于“联合国军”和南朝鲜军已无意组织抵抗，逃跑甚快，有可能放弃汉城，退守汉江南岸滩头阵地，随即决定乘胜展开追击，扩大战果，命令志愿军右纵队协同人民军第1军团相机占领汉城、仁川、水原、杨平；志愿军左纵队协同人民军第2、第5团乘势占领洪川、横城、襄阳、江陵。同时命令各部队在占领上述各点之后，即停止前进，准备休整补充。

    1月3日晚，志愿军和人民军转入追击作战。志愿军第50军一部在高阳以北碧蹄里击退美第25师约1个营的抵抗之后，进至高阳以南佛弥地截断了英第29旅的退路。经1夜激战，全歼这个旅的皇家奥斯特来复枪团第1营及第8骑兵（坦克）团直属中队。缴获和击毁坦克31辆、装甲车和汽车24辆。第39军先头部队于回龙寺与美第24师第21团遭遇，歼其一部，之后又在议政府以西釜谷里歼灭英第29旅两个连。第38、第40军追击至议政府东南水落山地区，击溃美第24师1个团。志愿军左纵队由加平、春川渡过北汉江，向洪川方向发展。人民军第2、第5军团继续向洪川、横城方向攻进，截歼南逃之敌。

    4日中午至22时，志愿军第39、第50军各1个师和人民军第1军团先后进入汉城。

    5日，为了不使联合国军，和南朝鲜军据守汉江南岸，控制金浦机场和仁川港口，对汉城构成威胁和妨碍下一步作战，志愿军右纵队第38、第39、第40军在汉城东北和议政府东西地区待命，第50军和人民军第1军团（留1个师守卫汉城）继续向南追击。志愿军第50军在果川、军浦场歼敌一部，7日进占水原、金良场里。人民军第1军团5日占领金浦，8日占领仁川港。志愿军左纵队也继续向南追击，6日占领龙头里、砥平里；到8日，又先后占领杨平、梨浦里、骊州、利川。人民军第2、第5军团于6日占领横城，8日占领原州。

    至此，志愿军和人民军已将“联合国军”和南朝鲜军驱逐到北纬37度线附近的平泽、安城、堤川、三陟一线。第三次战役结束。

    这次战役，志愿军和人民军齐心协力，并肩作战，经过连续7昼夜的艰苦奋战，以每小时前进1公里的进攻速度前进了80至110公里，毙伤俘敌1.9万余人占领了汉城，粉碎了“联合国军”和南朝鲜军据守“三八线”，整顿军队，准备再犯的企图。