砥平里位于横城以西、杨平以东、南汉江以北，此时这个小镇成了位于李奇微“中央走廊”的战略要点。
李奇微命令第2步兵师派遣一个团进驻砥平里，下达的命令是：“即使被包围也要死守。”
弗里曼上校率领第2步兵师第23步兵团于2月3日抵达砥平里。这支部队包括4个步兵营（含1个法国步兵营）、1个“突击队员”连、1个105毫米榴弹炮营、1个155毫米榴弹炮连、1个防空连、1个工程连以及14辆配备给步兵营的M4谢尔曼坦克。
驻守该镇的美军老兵很多，战力强悍。法国营的士兵来自法国外籍军团，也是战斗经验丰富的老兵，他们知道对手很难缠,但他们对自己和指挥官有信心。
弗里曼上校二次大战时曾在华国和缅甸服役，非常了解华国，他是个战术天才，他率领的战斗队训练有素，步、炮、坦、协同配合默契，颇负盛名。
砒平里有1公里长，战略地位十分重要，一条单线铁路穿过该镇，周围有8道各不相同的山梁，平均高260米，19公里长的山脊构成一条绝好的防，弗里曼上校在这块窄长方形地域安营扎寨。
第23步兵团战斗队在砥平里周围的小山梁和稻田上构筑防线。弗里曼上校按时钟样式部署部队：12点表示正北，11至1点为1营阵地、2至5点为3营阵地，5至7点为2营阵地、7至11点为法国营阵地、B连和一个法国连组成营预备队，“突击队员连”和工程连作为团预备队。
部署完毕，第23步兵团战斗队各连即开始埋设地雷、构筑工事、铺设通讯线路、架设机枪和迫击炮，为即将到来战斗做准备。
先打横城和先打砥平里，在发起攻击前，志愿军司令部就有过反复讨论，邓华主张先打横城，韩先楚主张先打砥平里，双方都有各自理由，一向杀伐决断的老总一时也拿不定主意，在两天内三度变更部署，经反复权衡后，还是支持了邓华的意见，决定先打横城。
2月13日，横城之战结束，志愿军随后把目光投向砥平里。
13日，志愿军在砥平里周围的活动增加，当天晚上，第24A公路被志愿军切断，弗里曼上校告知下属，他们已经被包围，要求部下坚守阵地，战斗到底。
经过三次大的战役，志愿军各部减员都很严重，每个连最多七八十人，每个团也就六七百人。
志愿军在13日下午准备发起进攻时，发生了两件意外的事件，炮兵42团由于马匹受惊暴露隐藏地点，遭到美军战机轰炸，损失严重，无法参加砥平里的攻击，125师375团也突然失去联系。
此时徐国夫手上只有3个团两千三百余人，而且没有炮兵掩护，他将遇到情况上报，可能由于通讯原因，迟迟未得到回复，最终只能硬着头皮发起进攻。
后来又陆续赶到三个团，当晚参与进攻砥平里的部队共有6个团，其中3个炮兵连，不过每门炮只有二三十发炮弹。
356团占据东南的319高地，359团占据东面的506高地，376团占据西北的345高地，377团占据南面的397高地，357团是沿着公路进攻，对砥平里形成合围。
按照战前预定作战方案，42军126师参战以后，377团、376团负责担任主攻，分别从南、西两个方向进攻砥平里，375团则协助40军119师从东北方向发起进攻，378团直插到曲水里北面阻击敌人的援兵，然而世事难料，攻击行动才刚刚开始，376团就出了岔子。
376团负责从西面发起进攻，是这次进攻砥平里的主力，376团团长张志超深感身上责任重大，2月13日下午，张志超就已经到达砥平里附近的454高地实地侦察敌情，他想要找出敌人阵地的薄弱环节，让攻击行动能够顺利突破。
经过一番侦察之后，张志超制订了作战计划：首先夺取葛芝山，然后再以葛芝山作为前进基地，向东南攻击直插到砥平里。
376团只携带了轻型迫击炮，根本无法压制敌人的炮火，没有大炮重火力支援，想要拿下敌人的阵地，只能在晚上发动进攻。
张志超根据地形，很快做出安排，由2营负责主攻，3营协助，1营则作为预备队，夜幕降临后发起进攻，尽快拿下葛芝山。
当天晚上20点，2营营长胡锡标带人摸到了敌人阵地跟前。守卫葛芝山的美军根本没料到志愿军会在夜晚忽然靠近阵地，拼命组织人手还击，但很快就被2营击溃，30分钟后，胡锡标率领的2营拿下了葛芝山。
随后，376团以2营为先遣队，向东南方向攻击前进。
二十分钟后，2营到达了砥平里西北面的田谷，由于今晚没有月亮，黑夜里视线很差，胡锡标只能模模糊糊的地看到周围的山坡上都有房屋，东面则有公路和铁路。
一番观察以后，胡锡标感觉这里应该就是砥平里了，立刻就发动了攻击，3营营长刘凤祥原本率部沿着南汉江支流在前进，他一听到枪声，立刻率部渡江，从西面猛攻田谷。
张志超很快也率部赶到，通过迫击炮对敌人进行压制，仅仅10分钟，376团就结束战斗，攻下了田谷。张志超也以为这里就是砥平里，立刻用步话机报告师部：“我们已经攻下了砥平里。”
126师师长黄经耀收到电报大喜，战前动员会说美军如何如何厉害，结果这么菜，根本就不经打，这才21点，376团已经打下了砥平里了，进展实在是出人意料之外，还有四五个团的部队现在都还没有发动攻击呢。
377团出发以后，于当晚22点攻下了砥平里附近的201高地，原本打算继续前进，但因为听说376团已经攻下了砥平里，于是在原地等待了3个小时，直到命令重新下达。