停战谈判恢复后，5月7日，朝中方面提出了解决战俘问题的新方案，即将不直接遣返的战俘交由中立国遣返委员会在朝鲜境内看管。美方不但不接受这一方案，反而于5月13日提出将一切不直接遣返的朝鲜籍战俘“就地释放”，仍企图强行扣留朝鲜人民军被俘人员。
根据谈判进展情况，志愿军领导人估计，6月份以前停战签字的可能性不大。为了紧密配合谈判斗争，于5月11日决定，凡是对敌连以下目标已完成准备的，即提前开始作战，不必等待统一时间。其他攻击目标仍按原计划于5月30日以前完成进攻准备，6月1日开始发起进攻。
5月13日晚，第20兵团第67军按照原定计划，对科湖里南山之敌发起攻击。夏季反击战役从此开始。
科湖里南山，是南朝鲜第8师前沿的一个主要阵地，面积1.9平方公里，阵地上有四条坑道和五个掩蔽部，全长约150米，有明暗地堡和火力点，并以交通沟相连接，工事较为坚固，由一个连另一个搜索排防守。
第67军决定以第201师两个连另一个排攻取该阵地。战斗发起前，第20兵团代司令员郑维山、第67军军长邱蔚等首长，亲临担任主攻的连队检查作战准备，鼓励部队坚决攻下阵地，打响夏季反击战役第一炮。
5月13日晚，第67军两个连另一个排，在82毫米迫击炮以上120余门火炮的支援下，向科湖里南山发起进攻。首先进行火力急袭，发射炮弹5400多发，有效地压制了南朝鲜军炮火，破坏工事达30％至40％，为步兵冲击开辟了道路。步兵发起冲锋后，经二十五分钟激战，占领了全部表面阵地，随后展开了激烈的坑道战。经过六个小时的战斗，全歼南朝鲜第8师防守阵地的一个连又一个排，全部占领阵地。此次战斗，共毙俘敌260余人。
为巩固阵地，打敌反扑，第201师迅速调整部署。14日至17日，南朝鲜第8师先后以一个排至两个营的兵力，在二十余架飞机和大量炮火支援下，实施反扑二十七次，企图夺回已失阵地。志愿军部队以阵地出击、反冲击和坑道战，在炮兵支援下，英勇顽强地抗击敌人的反扑，歼敌1300余人，最后巩固地占领了科湖里南山。
为配合第201师方向的作战，第199师于13日至15日以两个连的兵力，连续两次反击直木洞南山之敌，全歼南朝鲜首都师两个连共293人。
与此同时，第60军也先后以四个连又三个排和二十一个班的兵力，在炮兵火力的支援下，向南朝鲜第5、第20师前沿连以下兵力防守的七个阵地发动了攻击。第9兵团指挥的第23、第24军分别对三个连以下兵力防守的三个目标发起进攻。
志愿军首长鉴于谈判正在进行，战役第一阶段作战已经开始，为赢得世界舆论，5月16日，决定将原定6月1日统一开始的战役，改为不统一开始，第20兵团和第9兵团已准备好攻击的各点，可继续打下去。
5月16日晚，志愿军第60军以第179师一个连，在82毫米迫击炮以上火炮四十四门支援下，攻击南朝鲜第20师一个加强连防守的1089.6东南山脊。经一个小时战斗，攻占阵地，全歼守敌，共歼敌180余人，后击退南朝鲜第20师的多次反扑，巩固地占领了这一阵地。
至5月25日，第一阶段进攻作战结束。经过十四天的激烈战斗，志愿军先后对“联合国军”二十个目标（其中连的五个，排的十二个，班的三个）攻击二十九次，巩固地占领了两个阵地。志愿军共毙伤俘敌4100余人，自身伤亡1608人。
志愿军此次进攻作战虽然动作不大，但对谈判起到了促进作用。5月25日，美方放弃了原来的立场，在主要方面接受了朝中方面5月7日方案的建议。停战谈判有了较大的进展，可望很快达成全部协议。