經過一晝夜的激戰,美31團特遣支隊已是傷痕累累,而我80師的傷亡也非常大,4個團的減員都超過三分之一,尤其是彈藥和食物大大減少。
28日夜,80師調整部署,官兵們不顧飢寒疲勞,以高昂計程車氣對被圍之敵展開了猛攻。很快,238團1營和2營就在東南方向突破敵人陣地,冒著敵人猛烈的槍炮火力,逐個攻佔部分家屋和工事,相繼攻入村中。在敵人強大的火力殺傷下,雖然傷亡很大,但官兵們前赴後繼勇猛衝殺、四面開花,用炸藥包炸燬敵坦克和汽車掩體,用手榴彈消滅工事和方坑中的敵人,給敵人以毀滅性的打擊。
戰至29日凌晨,殘敵丟棄火炮等重灌備和幾百具屍體,乘坦克、汽車向南逃竄,又遭到佔領豐流裡江橋官兵的猛烈阻擊。雙方展開了激烈的攻防戰,急火眼的32團1營長費斯中校不得不親自率隊衝鋒,濃黑的夜被槍炮火光照得如白晝,到處都是喊殺聲、喇叭聲和爆炸聲。
戰至29日天亮後,詹大南副軍長看到部隊傷亡很大,很難馬上解決戰鬥,同時擔心再遭敵空中和重火力襲擊,遂命各部撤出村子,退守村外有利的陣地。不久,美軍的飛機便成批飛來,對我陣地實施輪番轟炸和掃射。是時,敵31團3營長萊利中校和師屬57炮營營長恩布利中校都負了重傷,1營營長也失蹤,所以在新興裡的美軍統一由32團1營營長費斯中校指揮。費斯看著到處狼藉的陣地和損失的裝備,只好調整部署只守不再出擊,所以29日白天雙方基本沒有大的攻擊。
29日晚,新興裡地區的31團特遣支隊殘部統歸陸戰1師指揮,由於下碣隅裡的陸戰1師各部也遭到我軍猛烈進攻,史密斯師長只能命令費斯中校帶隊突圍。但此時美軍能為費斯提供的除空中支援外再無其他。夜幕降臨後,我軍各部從四面八方向新興裡之敵再次展開全面進攻,很快殘敵被壓縮在600至2000米的環形陣地內。
又是一夜血戰,美軍憑藉強大的火力優勢雖然保住了陣地,但人員和裝備損失也很大。由於我軍缺乏重火力,想吃掉形成環形防禦陣地裡的敵人需要付出很大的傷亡。鑑於此,兵團決定由27軍79師、20軍59師合力對柳潭裡之敵進行鉗制性攻擊,94師主力作為預備隊投入到柳潭裡方向;20軍58師、60師對下碣隅裡之敵進行攻擊,阻敵對新興裡之敵的增援。由81師243團和94師281團堅守大小漢垡裡地區,81師241團加強給80師全力殲滅新興裡之敵。這樣我志願軍“看住下碣隅裡,夾住柳潭裡,吃掉新興裡”的戰鬥全面展開。
隨著新興里美軍陣地逐漸被我佔領並鞏固,對“北極熊團”的包圍圈越縮越小。30日一早,費斯中校看援軍無望,便決定孤注一擲,組織突圍。他調來大量飛機,在炮火和飛機的支援下,向新興裡以南各高地發起最後一次猛烈反擊,試圖打通逃跑道路。
堅守陣地的239團7連戰士面對著烈火與鋼鐵的肆虐橫行,岩石成粉、樹木枯焚,多數戰士衣服被燒著,耳膜被震破流血,但大家高喊著“有7連在,就有陣地在”的口號,子彈、手榴彈打光了就用石頭砸,用刺刀和鐵鍬與敵人拼殺。接連打退了美軍5次進攻,山前躺滿了美軍橫七豎八的屍體。遭到沉重打擊的敵人再也沒勇氣繼續進攻,只好退回原地固守待援。
11月30日夜,又下起大雪,氣溫再度下降,部隊凍傷進一步加重。但官兵們不顧三晝夜激戰的疲勞和傷病,全力展開對被圍之敵的攻擊。
激戰至12月1日白天,美軍調來上百架飛機對我志願軍狂轟濫炸,掩護殘敵再次突圍。我242團3營7連堅守的1221高地,是敵人突出重圍的必經通道,天上40多架飛機轟炸掃射,地面有坦克引導步兵的猛烈攻擊,7連官兵豪不畏懼與敵展開殊死搏鬥。連長史福高肩膀和腹部多處負傷,繼續帶領戰士們英勇戰鬥,直至壯烈犧牲。
在我軍拼死打擊下,激戰至12月2日凌晨,美7師“北極熊團”特遣支隊4000餘人被我軍殲滅,新興裡戰鬥全部結束。這也是抗美援朝戰爭中唯一成建制殲滅美軍一個團的戰例,成為抗美援朝戰爭中最輝煌的戰績之一。“北極熊團”團旗也成了軍事博物館的珍藏。