1951年2月17日，志愿军和人民军决定全线转入运动防御，准备以空间换取时间。在南起汉江北岸至横城一线、北至三八线一线地区，部署三道防线。每道防线力争坚守20至30天，共争取两个月的时间，掩护第二番作战部队开进集结和进行反击准备，待联合国军深入后再行新的反击。防御部署是：以人民军第1、第2、第3、第5军团和志愿军第38、第42、第50、第66军为第一梯队，在西起汉江口，向东沿汉江北岸经杨平、中元山、横城、烽火山、酒峰至下珍富里一线展开。第二梯队以志愿军第26、第40、第39军和人民军第1军团1个师，共3个军1个师，在西起汶山里，经议政府、铸锦山、青雨山、座防山、洪川江北岸至洪川、丰岩里一线展开。2月19日，联合国军首先在东线发动进攻，在志愿军和人民军的节节抗击下，进展缓慢，至3月6日推进到杨平、横城、下松滨迄东海岸之江陵一线，将东西战线拉平。7日，联合国军在西线以5个军共14个师又3个旅、两个团的兵力，再次发动进攻。

志愿军和人民军采取：兵力配置前轻后重、火力配系前重后轻的战术原则，实施宽正面、大纵深的运动防御。从10日起，按预定计划将第一梯队各军逐步向北转移，由第二梯队继续进行运动防御。14日晨主动撤离汉城。16日开始，联合国军继续采取“主力靠拢”、“等齐发展”的战法向北推进。至23日进占高阳、议政府、加平、春川、瓦野里、注文津一线。志愿军和人民军采取：重点设防、梯次配备、扼守要点、以点制面的部署，以阻击结合反击、伏击、袭击等各种手段，依托每一阵地，与进攻之敌进行逐山逐水的争夺，予敌以大量杀伤。战至3月31日，志愿军和人民军全线转移至三八线以北附近地区。4月15日，新入朝的志愿军第3、第19兵团分别进至三八线附近地区完成集结。原在元山地区休整的第9兵团也重返前线。联合国军发觉志愿军后续兵团到达，加上部队损伤严重，除在铁原、金化地区继续进攻外，在其他地区基本上停止了进攻。4月21日，志愿军将联合国军阻止在开城、长湍、高浪浦里、文惠里、华川、杨口、元通里、杆城一线，第四次战役遂告结束。 

战役结果

此次战役，中国人民志愿军和朝鲜人民军在非常艰难的条件下进行坚守防御、战役反击和运动防御作战，历时87天，毙伤俘敌7.8万余人（其中志愿军歼敌5.3万余人），完成防御任务，赢得时间，掩护了志愿军后续兵团集结，为进行第五次战役创造了有利条件。此役，志愿军伤亡4.2万余人。