1950年8月，第50軍奉命北上，準備參加抗美援朝作戰。
1950年6月25日，南朝鮮李承晚政府在美帝國主義縱容下，向朝鮮民主主義人民共和國發起了進攻，朝鮮人民軍奮起反擊，當天即將敵人趕過“三八線”。隨後，美國打著聯合國的名義糾集15個僕從國和南朝鮮軍隊一起對朝鮮人民軍作戰。同時，美國還悍然將其海軍第7艦隊派入臺灣海峽，入侵我國領土。對此，周恩來總理發出嚴正宣告：“中國人民決不能容忍外國的侵略，也不能聽任帝國主義者對自己鄰邦肆行侵略而置之不理。”針對朝鮮戰爭形勢的發展，中央軍委做了最壞的打算。9月15日，美軍仁川登陸後，朝鮮人民軍處於腹背受敵的不利局面，被迫全線後撤，朝鮮戰局急轉直下。10月9日，敵人再次越過“三八線”。10月19日，佔領平壤。同時，敵人的炮火和飛機開始對我東北境內進行了瘋狂的轟炸和射擊，中央軍委決定出兵朝鮮，和朝鮮人民軍並肩作戰，共同對付美帝國主義和南朝鮮偽軍。
平壤陷落的當天，我第一批入朝部隊共4個軍跨過了鴨綠江，並決定立即發起第一次戰役，粉碎敵人感恩節（11月23日）前結束朝鮮戰爭的狂妄叫囂。
10月25日，第50軍奉中央軍委和志願軍首長緊急電令，立即從輯安、安東等處渡過鴨綠江，準備參加第一次戰役，第50軍的任務是在我一線部隊後方，負責截擊向楚山和新義州方向進犯之敵。同時，在安東地區進行防禦作戰，全力保障我一線部隊的後方安全。
第50軍進入朝鮮境內以後，我一線部隊已經發起第一次戰役並取得了成功。第50軍各部僅參加了搜剿殘敵和追殲逃敵的作戰。11月5日，第一次戰役勝利結束，第50軍一路追到了鐵山、宣川、枇峴一線，並按照志願軍司令部命令就地轉入防禦。
敵人遭我第一次戰役打擊後，主力退到了清川江以南地區，經短暫調整後，提出在聖誕節前結束戰爭的作戰方針，又開始向清川江以北地區進行試探性攻擊。至11月21日，敵人到達其預定的“攻擊開始線”。此時我志願軍首長的第二次戰役計劃也已開始付諸實施。11月20日，第50軍作為戰役第二梯隊開始向定州東北地區隱蔽集結。11月26日，我軍發起了第二次戰役，第50軍奉命配合友軍，殲滅定州地區美軍24師一部，同時切斷泰博公路，阻敵西援。但由於敵人遭第一次戰役打擊後，已變得十分小心，一見我軍進行反攻，則立即開始全線撤退。第50軍當面之敵行動極快，迅速逃出了我軍的合擊圈。第50軍遂又奉命進行追擊作戰。12月5日，追至安州、博川一線，第50軍奉命停止前進。至12月23日，敵人全部退到“三八線”以南地區，我志願軍逼近“三八線”，圓滿達成了第二次戰役目的，第二次戰役結束。
12月3日，敵人從清川江以南地區向“三八線”實施總退卻時，我志願軍總部即開始了第三次戰役的籌劃工作。
12月10日，第50軍奉志願軍司令部命令準備參加第二次戰役。12月16日，第50軍從安州、博川地區進至平壤、中和地區，進行緊張的戰役準備工作。
第二次戰役結束以後，敵人內部從上到下都籠罩在一片失敗情緒之中，狀況極其混亂。尤其是對於能否在南朝鮮境內擋住我志願軍的強大攻勢持懷疑態度，美國開始發出了停火談判的訊號，以使其重整旗鼓後再戰。我黨中央從戰略高度上指示我志願軍繼續發動第三次戰役，將戰線推進至“三八線”以南地區，同時儘可能多地殲滅敵人有生力量，使敵人不敢輕易北犯，從而使我黨我軍在政治談判中處於較為有利的地位。
敵人退到“三八線”以南地區後，敵在朝鮮境內的總兵力已達到了34萬餘人。其中，“三八線”地區一線敵人達到了5個軍13個師又3個旅共20餘萬人。這股敵人按照其五角大樓“儘可能在南朝鮮某一線地帶確保防線，從政治上、軍事上打擊中共的威望”的旨意，開始積極地在“三八線”以南地區組織防禦。在正面寬250公里、縱深達60公里的地帶內，部署了兩道基本防線：第一道防線沿“三八線”從西海岸的臨津江口至東海岸的襄陽，敵部署了清一色的8個偽軍師；第二道防線從髙陽、議政府、加平、自隱裡至東海岸的冬德里部署了美24師、美25師、英29旅、偽7師主力共4個師的兵力。此外，敵在第二道防線後至北緯37度線之間還部署了三道所謂的機動防線：第一道是從永登浦沿漢江南岸至橫城和江陵，有敵土耳其旅、美騎兵第1師、美2師1個團、偽7師1個團；第二道防線是在水原、利川、原州、平昌、三陟—線，由敵英27旅和美空降182團防守；第三道防線在37度線一線，由敵美2師主力進行防守。
其防守特點是大部集結在漢城地區和漢江以北地區的交通要道上，在全線擺出了一副守逃皆宜的陣勢。
根據敵人的這種部署，志願軍司令部決心集中志願軍6個軍23萬餘人和朝鮮人民軍3個軍團7萬餘人的兵力分成4路，對敵“三八線”沿線陣地實施全面突破，殲滅臨津江東岸至北漢江以西地區的敵第一線偽1師、2師、6師和偽5師一部。如果發展較為順利的話，則將戰線推進到漢城、春川、洪川、襄陽、江陵地帶。
在右路，由韓先楚副司令員指揮志願軍第38軍、第39軍、第40軍、第50軍從高浪浦裡至永平地段上實施主要突破，首先殲滅偽6師，爾後再殲滅偽1師，向議政府方向發展；在左路，由第42軍軍長吳瑞林指揮第42軍、第66軍從永平至龍沼洞地段上實施輔助突破，首先殲滅偽2師，然後插至加平、清平裡地區，切斷春川到漢城之間的聯絡並策應朝鮮人民軍第2、第5軍團殲滅敵偽5師一部；朝鮮人民軍第2、第5軍團在我左路縱隊左翼實施突破，和左路縱隊一起殲滅偽5師一部後，向洪川方向發展；朝鮮人民軍第1軍團在我右路縱隊的右翼沿西海岸前進，保障我右路縱隊的翼側安全。
第50軍的任務是從茅石洞至高浪浦里正面寬6公里的地段上突破臨津江，向皆木洞方向攻擊，和第39軍一同殲滅敵偽1師。
12月28日，第50軍隱蔽進至開城以東地區的茅石洞、高浪浦裡、九化裡、兩合洞地帶繼續進行戰役準備。
12月31日17時，我軍發起了第三次戰役，對敵“三八線”防禦陣地開始全線突破。
第50軍先頭突擊分隊僅用了7分鐘即強渡臨津江成功，進入敵前沿陣地，和敵人展開了激烈的爭奪戰。至1日凌晨2時，第50軍全部渡過臨津江，並突入敵偽1師陣地達兩公里，基本站穩了腳跟。2日11時，第50軍佔領了汶山附近的慄谷裡、文平裡、黃髮裡地區，突入敵偽1師陣地達15公里，此時我右路縱隊已全部突入敵縱深達十數公里。與此同時，我左路縱隊發展極為順利，已圓滿完成了預定的作戰計劃，插到了加平地區，使敵右翼完全暴露在我左路縱隊的打擊之下，敵害怕我左路縱隊對其實施大縱深的迂迴作戰，遂於1月2日12時開始全線撤逃，僅以一部在漢城以北的高陽至水落山一線匆匆組織了掩護防線。
根據敵人的動向，志願軍司令部令各路縱隊立即轉入戰役追擊，乘勝擴大戰果。第50軍奉命兵分兩路沿數條道路向漢城方向追擊。
1月3日2時，第50軍左路149師在高陽以北的碧碲裡與擔任掩護任務的美軍25師35團1個營接火，經1小時激烈戰鬥，擊潰守敵。隨後，149師先頭446團1營又在仙遊裡和英國皇家29旅57團的掩護分隊遭遇，不到1小時戰鬥，攻佔了敵人的195.3高地，控制了議政府敵人從高陽逃向漢城的咽喉要道。3日拂曉，敵57團組織了兩個連的兵力在飛機、大炮和坦克的支援和掩護下，對149師446團1營守衛的195.3高地進行了猛烈的攻擊，我446團1營與敵人展開了激烈的爭奪，在一天的時間裡，頂住了敵人十數次衝擊，牢牢地控制了195.3高地。此時，議政府之敵見難以打通高陽至漢城之間的通路，即從水落山方向向漢城逃竄。英29旅57團隨即也棄攻195.3高地，向漢城方向狂逃，我446團1營立即轉入了追擊。
在446團1營激戰的同時，149師其餘部隊則沿小路向漢城方向猛插。
當晚，149師445團1營和446團2營一路攻擊前進到漢城北面40裡的佛彌地、三下里地區共兩公里地段上,剛好遭遇正在行進中的英國第8騎兵團直屬中隊（英國皇家重型坦克營）和英29旅57團一部，立即搶佔有利地形，隨即以爆破筒炸燬了敵人的第一輛坦克和最後一輛坦克，然後從中路將敵坦克縱隊攔腰切成數段，敵坦克縱隊兩頭堵死後，立刻亂成一團。445團迅速組成了數十個反坦克小組，以集束手榴彈、炸藥包、爆破筒等武器，採取多路突擊，對敵坦克展開了激烈的爆破作業，經3小時激烈戰鬥，全殲英國第8騎兵團直屬中隊和57團一部，炸燬敵坦克27輛、汽車3輛，並繳獲敵坦克4輛、裝甲車3輛、汽車18輛、榴彈炮2門，斃傷敵200餘人，俘敵英軍少校營長以下清一色英國兵227人。這一仗使敵人從人到武器均無一漏網，取得了第50軍入朝以來的第一個較大的勝利。
此時，敵人在我一路猛追下，極其恐慌，於1月3日下午3時開始從漢城繼續向南撤退。我各路大軍則繼續追擊。
1月4日，第50軍左路148師的先頭442團在漢城北郊的延禧裡追上美軍25師的後尾掩護部隊1個營，經1小時激戰，殲敵50餘人，餘敵全部潰逃。此時，149師先頭也已到達延禧裡，隨即和148師一起進入漢城。
我軍佔據漢城以後，志願軍司令部為了下一步作戰和談判有利，遂命令各部一鼓作氣渡過漢江，逼退漢江南岸之敵。
1月5日，第50軍渡過漢江，於果川、軍浦場兩次擊潰敵後尾掩護部隊，7日進佔水原、金良場裡。
至1月8日，我各路大軍衝破了敵人的四道防線，進至水原、金良場裡、利川、驪州、原州、橫城一線，敵人所有部隊則全部退到了其第三道機動防線。
此時，由於我軍入朝以來連續發動了三次大規模的戰役行動，後勤補給極其困難，部隊極其疲勞，且戰線越來越長，而我軍後續部隊還未能全部入朝，致使我一線兵力略顯不足，為防止敵乘機向我反擊，志願軍司令部遂下達了結束第三次戰役的命令，各部隊就地轉入了防禦。
在第三次戰役中，第50軍突破敵人防線後，大膽勇猛地向敵縱深猛插，在高陽戰鬥中，全殲英皇家重型坦克營，創造了用劣勢裝備大量擊毀敵坦克的光輝範例。不僅沉重打擊了敵人機械化部隊的囂張氣焰，而且在全軍樹立了敢打必勝的堅強信念，為以後的作戰奠定了堅實的思想基礎。
第三次戰役結束以後，第50軍隨後又參加了第四次戰役，在漢江兩岸擔任防禦任務，整整50個日日夜夜，第50軍付出了傷亡6256名官兵的巨大代價，取得了殲敵1.1萬餘人的輝煌戰果，沉重打擊和鉗制了敵人的主要進攻集團，遲滯了敵人的瘋狂進攻，有效掩護了主力的休整、集結和隨後的反擊作戰。這一次漢江兩岸的防禦作戰，第50軍中湧現了眾多的英雄人物和模範單位，使第50軍又一次經受住了政治思想上的嚴峻考驗，以大無畏的革命氣概向人民交上了一份圓滿的答卷。
隨後，第50軍回國進行了短暫的休整補充，便再一次來到朝鮮前線，直至《朝鮮停戰協定》簽訂後，於1955年4月返回國內。抗美援朝期間，第50軍歷時4年半，參加第一、第二、第三、第四次戰役和西海岸防禦作戰，大小戰鬥95次，共殲敵14494人，擊毀敵人飛機17架、坦克78輛、裝甲車33輛、汽車48輛，繳獲坦克和裝甲車7輛、各種火炮37門、槍械1975支以及其他各類物資。