從1950年10月19日至1952年11月6日，吳信泉率領志願軍第三十九軍，在朝鮮經歷了750多個日日夜夜，從鴨綠江邊一直打到「三八線」以南的漢城，經歷了五次戰役和陣地防禦作戰，與兄弟部隊一起打敗了「聯合國軍」和李承晚軍，共殲敵6萬多人。吳信泉「能打仗、會打仗、智勇雙全」，是一位名副其實、無堅不摧、無敵不克的常勝將軍。
雲山之戰，首戰告捷
1950年10月，「聯合國軍」長驅直入，兵鋒直指中朝邊界。「聯合國軍」總司令麥克阿瑟狂妄地叫囂：「要在感恩節以前，飲馬鴨綠江，佔領全朝鮮。」
吳信泉奉命入朝作戰，被任命為中國人民志願軍第三十九軍軍長。
10月19日晚，即美軍佔領平壤的同一天，吳信泉率部分三批由安東（今遼寧丹東）、長甸河口秘密渡過鴨綠江，向預定的作戰地區開進。
進入作戰地區後，該軍一一七師奉吳信泉之命，在寧邊以西一帶抓獲了兩個美軍哨兵。經審問，得知美軍第二十四師已進至寧邊、博川一帶。吳信泉立即將敵情報告志願軍司令部（簡稱「志司」），同時部署兵力。
26日上午，志司電令第三十九軍包圍雲山之敵。吳信泉與軍裡其他領導圍著地圖研究，確定了包圍雲山、阻敵北進的戰鬥部署。
此時，美軍前線指揮官、第八集團軍司令沃克，為穩住陣腳，被迫將布置在第二線的美軍騎兵師第一師第八團調出，從石倉洞方向開進雲山，接替李承晚軍第一師主力任務。
美軍騎兵師是美軍的一支王牌部隊，在兩次世界大戰中皆為美軍的常勝師，號稱160年來從未打過敗仗，其裝備現代化水平亦居美軍之首。此時開進雲山的第八團是該師的主力團。該團進入雲山後，便與李承晚軍第一師十二團連續三晝夜向溫井裡方向進攻，不惜一切代價，企圖北進增援。
11月1日10時，吳信泉接到彭德懷的電話：四十軍於今日拂曉肅清了溫井裡和楚山的李承晚軍第六師主力，於今晚將協同三十九軍圍殲雲山之敵。
吳信泉聽完彭德懷的指示後，心情非常激動。他立即召集軍裡其他領導和軍部作戰參謀人員，再次研究部署。他用手指敲打著地圖上位於朝鮮平安北道中部的雲山，對大家說：「雲山是個僅有千戶人家的小城，周圍群山連綿，但這裡公路、鐵路縱橫交錯，是重要的交通樞紐和軍事要地。現在守敵是美軍精銳部隊騎一師第八團和偽一師十二團。這幾天，我們已經與他們進行多次交戰，對敵人的情況已經基本摸清。剛才，彭總來電命令我們殲滅這支敵軍，我們要堅決完成任務，打好這一仗，打出我們志願軍的威風和志氣！」
吳信泉命令一一六師自雲山西北向東南進攻；一一七師三五一團以急行軍於2日拂曉前進佔雲山至球場公路，阻擊從東面逃竄的雲山被圍之敵；命令一一五師三四三團堅決阻擊向雲山增援的美騎一師第五團，並切斷雲山之敵的南逃退路；三四五團由雲山西南發起進攻，三四四團仍置於泰川北，粉碎美二十四師抄志願軍後路的企圖。
吳信泉最後宣布：19時30分，對雲山守敵發起總攻！
發起總攻前4小時，前沿偵察員突然發現，雲山街附近敵人運動頻繁，雲山外圍敵坦克、汽車、步兵開始向後移動。
吳信泉接到此敵情後，從凳子上一躍而起，走到作戰地圖前，用手往雲山的位置一指：「想跑？沒那麼容易！」
17時30分，隨著吳信泉一聲令下，志願軍提前發起總攻，信號彈在暮靄中騰起，各種火器發出的聲響震蕩山谷。擔任攻城任務的一一六師以兩個團從正面發起衝擊，與敵爭奪制高點。戰至黃昏，配屬三十九軍的炮一師二十六團及軍屬火箭炮營進入陣地。在隆隆的炮聲中，戰士們越過山溝、塹壕，冒著密集的炮火前進，直插雲山街內。戰鬥進入短兵相接的巷戰階段，後續部隊衝入街內，用爆破筒炸毀敵人當作堡壘的重型坦克，用刺刀、手榴彈消滅拿著卡賓槍依託房屋進行頑抗的敵人。
美軍從未遇到過如此神速的猛撲，爭先恐後地沿著公路逃跑。志願軍一一五師三四五團搶佔了諸仁橋，切斷了敵人退路，將美騎一師八團三營營長奧蒙德少校所率的200餘人嚴嚴實實地圍困起來。2日晚，該敵在飛機、坦克支援下，拼命突圍，志願軍三四五團與之激戰數小時，將奧蒙德擊斃，全殲200餘名美軍。
同時，吳信泉命令一一六師、一一七師追殲南逃之殘敵，一直將敵追至清川江南岸，直到接到志司命令後才停止追擊。
11月4日，雲山戰鬥結束，提前兩天完成第一次戰役的任務，共殲敵2000餘人，其中美軍1800餘人，擊毀與繳獲各種火炮119門、坦克28輛、汽車170餘輛，擊落和繳獲飛機7架。
彭德懷在戰役總結會上說：「我們志願軍入朝第一個戰役，勝利了！此戰役共殲敵15800多人……我們不只打了李承晚偽軍，也打了美國王牌軍，是華盛頓開國時組建的美軍騎一師嘛！這個美國有名、一直沒有吃過敗仗的軍隊，這回吃了敗仗嘛！敗在我們三十九軍的手下嘛！」