1952年10月14日，上甘岭战役打响了。这一仗举世瞩目，美军盯上上甘岭，其实是盯上了上甘岭身后的五圣山——中部战场最高的制高点。秦基伟指挥的志愿军第15军生死搏杀整整43天，打退敌军进攻900多次，最终赢得伟大胜利。秦基伟一战成名。
未雨绸缪的战略运筹
上甘岭战役的胜利，首因是正确的战略预判。10月13日，战斗的前一天，秦基伟认为敌人可能会选择我不注意的方向突然攻击，这种情况必须警惕和准备。
按照常规战略判断，美韩军向西方山进攻、夺取平康平原的可能性极大。因此，志愿军在此部署了精锐力量。然而，对手却先选易守难攻的五圣山作为主攻方向，发动疯狂轰击。战斗第一天，就向两个仅有3.7平方公里的小山头，发射炮弹30余万发，投掷炸弹500余枚，平均每平方公里倾泻炮弹和炸药达45吨。
令美军没有想到的是，秦基伟指挥西方山的44师按兵不动、侧面牵制，45师在上甘岭顽强抵抗、牢守阵地，最终彻底打破了美军声东击西的企图。秦基伟晚年接受采访时说道，美第八集团军司令范弗里特“一只眼睛盯着五圣山，另一只眼睛一定瞪得老大窥视我的西方山”“只是我们在西方山死死按兵不动，范弗里特才悻悻作罢。如果我们因为上甘岭战事吃紧而动用西方山的44师，范弗里特很有可能回马一枪”。
卓越的军事指挥才能
上甘岭战役的胜利，体现了秦基伟高超的指挥艺术。他不拘一格的创新思维，不断进行战略战术摸索、新装备技术研究、战法指挥创新，历练出卓越的军事指挥才能，也决定了战场上的成功。
“一意孤行”建设坑道。上甘岭战役能够坚持到最后胜利，一个重要原因是秦基伟力排众议修筑坑道工事，并摸索出了“打斜眼、少装药、紧填塞、放群炮、快排烟”等先进施工方法，改变了原先壕沟挖在山梁上的做法，挖山洞把兵藏在大山腹部。秦基伟曾在日记中写道：坑道战就是当敌人爬到我们的身体上时，我们却像《西游记》中的孙悟空，钻进了敌人的心脏里打。面对6万多敌人、3000架飞机、170多辆坦克、300余门105毫米以上口径的大炮，地面工事被全面摧毁的情况下，志愿军有效保存了有生力量，及时给予了回击。
发挥炮火威力，形成炮火优势。秦基伟认为，充分发挥炮兵作用，不但是歼灭敌人的需要，也是保护自己的需要。他深知，“喀秋莎”火箭炮弹径大、弹群密集、发射速度快、杀伤力强、机动性好，最适合用于对大面积集群目标射击。然而，15军只有24门“喀秋莎”，与美军弹药量相比微不足道。秦基伟命令“喀秋莎”秘密参战，停车便打，打完就撤，“喀秋莎”先后发射10次，毫发未损。上甘岭战役期间，对敌炮战16次，配合步兵反击、阻击、袭击分别43次、39次、6次，对空作战792次，共计896次，歼敌12800余人，占整个战役歼敌人总数一半以上，击落击伤敌机74架，击毁击伤敌人大口径火炮61门、坦克14辆。同年12月，毛泽东肯定道，今年秋季作战，我取得如此胜利，除由于官兵勇敢、工事坚固、指挥得当、供应不缺外，炮火的猛烈和射击的精准确实为制胜的要素。
创造步兵打飞机的奇迹。当时，联合国军掌握制空权，时常低空飞行，扰乱我军作战部署和行动速度。秦基伟大胆提出，美国飞机也没什么了不起，我们即使打不下来，也要把它撵到高空，让它不敢低飞。1951年4月23日、25日两天时间里，第15军仅第113团就连续击落5架飞机，生俘多名跳伞的美军飞行员，创造了志愿军步兵团打敌机最高纪录。27日，志愿军司令部表彰该军：“22日至26日，四天之内击落敌机十一架，成绩很大，值得表扬。”由此，志愿军各部队纷纷掀起步兵打飞机的热潮。
不畏强敌的决心意志
久经沙场的秦基伟曾感慨：上甘岭战役是他一生中最残酷的战役。在前往朝鲜战场前，秦基伟就喊出了“我的名字不书英雄榜，便上烈士碑”的豪言壮语，请求带领15军入朝参战。上甘岭之战是范弗里特摊牌计划的招式，如果能够占领五圣山，那么中方不得不后撤1250码（合1143米），美军可在谈判中取得优势。因此，他计划用炮火猛攻速战速决，预计6天内占领山头，而损失最多不超过200人。
秦基伟意识到此次战争的重要性，于是下令，不惜一切代价，不怕任何牺牲，为了完成掩护任务，15军准备打光最后一兵一卒。在反复争夺高地的惨烈拉锯战中，双方伤亡惨重。在我军最艰难的时刻，秦基伟给45师师长崔建功打电话说：现在整个朝鲜战场就是上甘岭在打，这是15军的光荣！15军已经打出了很硬的作风，咬着牙再挺一挺，敌人比不了这个硬劲……我们最困难的时候，往往也是敌人更困难的时候，这就要与敌人较量胆魄意志。上甘岭战斗要坚决打下去！我们就是要和美国人比比这个狠劲凶劲！为了全局的胜利，要娃娃婆娘一起上，我也要抬着棺材上，15军打光了也在所不惜。
上甘岭战役之艰难空前绝后，可越是战斗遇到瓶颈的时候，往往就是拼指挥员意志决心和坚韧精神的时候。上甘岭一战让全世界认识到新中国的实力，证明了中国人民志愿军的骨头比美军的钢铁还要硬，周恩来称之为军事史上的奇观。秦基伟的英雄主义精神，始终贯穿着15军官兵坚守上甘岭、激战上甘岭，最后赢得上甘岭战役的全过程。