深夜，匆忙开进的中国人民志愿军第四十军一一八师三五四团的指战员在温井公路两侧的山峦上设伏。25日清晨，美式装备的南朝鲜第六师集合出发，继续追击溃退的朝鲜部队。大约上午10点左右，伪第六师二团的车队沿公路开来，车队有几公里长，车上的官兵们谈笑风生。
第三五四团将伪军的步兵营放进埋伏圈，团长一声令下，各种武器一起开火。一时间，迫击炮、轻重机枪、步枪声响成一片，伪第六师二团遭到灭顶之灾。战斗至下午3时左右结束，毙敌325名、俘敌161名，打死美军顾问1人，俘虏美军顾问1人。缴获了大量武器装备。
志愿军总部的彭德怀很快得到了这个消息，马上向毛泽东做了报告。当聂荣臻将电文交给毛泽东时，毛泽东眉开眼笑，说：“也没有什么了不起嘛！”随即口授电报给彭德怀：“庆祝你们初战胜利。”
10月25日一仗，揭开了抗美援朝战争的序幕，打响了震惊世界的中国人民志愿军抗美援朝战争的第一仗。后经毛泽东批准，中国人民把这一天作为中国人民志愿军赴朝作战的纪念日。10月25日同时投入战斗的，还有右翼的第四十军一二○师三六○团，东线的第四十二军。到25下午，东线、西线同时打响。
在激烈战斗中，西线战场上，第三十九军一个战士负伤被俘。东线的战场上，也有一个负伤的中国士兵被俘。两个方向的“联合国军”立即进行审讯。审讯很快有了结果，云山方向的俘虏，“既不懂朝鲜语，也不懂日语”。温井方向的俘虏则很快被确定“是个中国人”。
有趣的是，被俘的两个中国士兵显然不甘心被俘，在“供词”中乱说一通，自己部队的番号也是瞎编的，“联合国军”情报部门查了很久，也没有发现中共有这个部队。这种供词，使得“联合国军”的情报机构半信半疑，不敢确定他们是不是真正的中国人？他们究竟是中国哪个部队的？有多少人？10月26日，东线志愿军的一个10人的运输队在给部队送弹药途中，与南朝鲜军遭遇。
