从11月1日起，12军91团开始参加上甘岭作战。12军是王近山一手带起来的部队，是第二野战军各部队中的佼佼者，攻防兼备，在解放战争中曾屡立战功，是二野的头等精锐主力。此次参加上甘岭作战，军长曾绍山极为重视，亲自点将由31师政委刘宣带领91团参战，91团更是12军中的精锐，在第五次战役第一阶段中是所有志愿军部队中突破最深的，第二阶段战局突变，美军以装甲部队与机械化部队混编成机动性极强的特遣队，实施反扑，将志愿军战线多处割裂，91团由于突破最深，因此后撤的距离也最远，达90公里，全团在断粮七天的困境下，靠沿途搜寻到的一些杂粮充饥，从美军包围圈的缝隙中夺路突围，不仅未丢一名伤员，未少一枪一炮，还带回来一百多俘虏，充分显示了该团出类拔萃的战斗力。
91团团长李长生来到上甘岭阵地，发现阵地上有着多达十几个连的建制部队，为避免多建制所引起的指挥混乱，他将91团的9个步兵连采取"车轮战"，一个连一个连投入战斗，每个连不管伤亡如何，一律只打一天，就撤下来休整，连长则留下来，作为后一个连长的顾问。11月5日，12军31师全面接过597.9高地防务。31师前身是八路军129师358旅，在抗日战争中战无不胜，被誉为"太行山拳头"，是二野的王牌。
三兵团鉴于12军参战，上甘岭的战斗已发展成战役规模，便重新调整了作战指挥系统，以12军副军长李德生为首组成五圣山指挥所，统一指挥15军的29师、12军的31师和34师；由炮兵第7师师长颜伏为首组成炮兵指挥所，统一指挥所有参战炮兵；上述两个指挥所统归15军军长秦基伟指挥。
