这时彭德怀脸上才有了笑容，对身边的人说：“洪学智这个人，说话有点准头儿，还是信得着的。”
这时李奇微已经发现志愿军后续部队上来了，不敢再攻了。
1951年4月，美、伪军大举向北进攻，志愿军投入了四个兵团进行反击，第五次战役打响了。
陶勇的任务是协助宋时轮指挥左翼集团的第二十、第二十六、第二十七军和第三十九、第四十军以炮兵第一、第二、第七师各一部，担负“三八线”以北的金化、健川一带反击与出击任务。
4月21日下午，宋时轮收到志愿军司令部下达的作战命令后，让陶勇立即拟定作战方案。陶勇二话没说，拉上参谋长覃健、参谋处长金冶，关上门。一个小时以后，门开了，作战方案也拿出来了。对战法颇有研究的宋时轮看过方案后，很是惊讶，赞曰：陶勇指挥打仗真有两下子，制定作战方案善于从敌人的弱点开刀。利用敌人的弱点，就能给敌人以致命的打击。
第五次战役第一阶段作战是4月22日晚打响的。志愿军攻势凌厉，至24日晨，已突入敌人防御纵深30余公里，歼灭美军第二十四师、南朝鲜第六师各一部，完成了打开战役缺口的任务，将敌军分成东西两块，为第二阶段作战创造了有利条件。
5月6日，志愿军司令部下达了第五次战役第二阶段的作战任务。要求宋时轮、陶勇除指挥第二十、第二十六、第二十七军外，还指挥第三兵团的第十二军，以及朝鲜人民军的金集团，以打击李承晚的六个师为作战目标。任务要求首先集中力量歼灭伪第三、第八、第九师，而后再歼伪首都师、第十一师。在中朝军队的强力进攻下，美、伪军节节败退。
就在我军准备全歼敌人之时，意料之外的事情发生了，狡猾的李奇微自从接替麦克阿瑟职务后，专门研究了志愿军的后勤供应系统，寻找出弱点：基本保障只有七天，七天以后部队的弹药即供应不上了。李奇微在美军退到“三八线”附近时即命令不再撤退，而是集中了坦克、装甲车在大量航空兵的支援下进行反击，并在我军后方部分地域实施空降。
情况变得异常紧张。
陶勇见美军要抄我军后尾，连续打了四次电话给第二十军第五十八师师长黄朝天，要他把美军挡在华川地区，不得向北移动一步。在最后一次电话中，他问黄朝天有什么困难。黄朝天说，炮兵少了一点，能不能增加一点炮？陶勇应诺，立即调拨一个炮团给他指挥。
曾经是陈毅警卫员的黄朝天，此时十分清楚自己肩上的担子，他在陶勇的直接指挥下，迅速率领全师将敌人顶在“三八线”上，与敌人打起阵地战。白天他们坚守在工事里，晚上就出来打击敌人。战斗打得十分残酷和顽强，方圆30里的树木、房屋给都给美军炸光了，山头炸平了，但美军却无法向北移动一步。五十八师硬是顶了一个星期，掩护了大部队的转移。
与此同时，陶勇挂心的另一件事就是第二十七军的转移。因为二十七军转移路上已有美军空降兵着陆，若是硬闯，将会陷入敌人合围之中。陶勇对二十七军军长彭德清说：“切实掌握敌情变化，可以绕路北移。”二十七军经过艰苦的绕路行军，最后终于全部安全地撤回到我军控制地域内。而当时另一个兵团的一八〇师却因指挥错误，大部溃散被俘，留下惨痛教训。
移防元山
第五次战役结束后，毛泽东给彭德怀发来电报，指示对美军作战的口子不能张得太大，必须采取“敲牛皮糖”的办法，多打小歼灭战，积小胜为大胜。后来，毛泽东根据朝鲜形势提出持久作战、积极防御的战略方针。志愿军总部为贯彻这一指示，提出在东西海岸构筑防御工事的意见。第九兵团从1951年9月起，在元山地区构筑防御工事，随时粉碎敌人的登陆计划。他们原来的阵地交给第二十兵团。二十兵团司令杨成武率领师以上干部到第九兵团研究防务交接。
移交之后，九兵团便到了元山。元山，位于朝鲜的中部，是一个重要港口，美军曾多次从此处登陆，战略地位十分重要。陶勇在军以上干部会议上，要求部队尽一切力量，增强海岸及纵深防御工事，要人在阵地在。这种工作是不能坐在家里指挥的，他带上几名干部，来到了前沿阵地。当时敌我双方都经常派特工和游击队到对方刺探情报，或捉“舌头”，我方战士失踪和干部被谋害的事时有发生，大家都很担心陶勇的安全。有的师长对陶勇说：“我们向你保证，一定按质按量完成任务，你就不必三番五次来检查了。”
陶勇赞赏他们的“保证”，也说着自己的道理：“你向我保证，是你师长的职责，我要来检查，是我的职责，我们是各行其责，不能互相替代，否则就是失职。”
他和彭德清军长一直走到前沿第七十九师第二三六团二营的阵地。王营长和粘教导员一路小跑过来向军长报告，军长示意向陶勇副司令员报告。陶勇和他们握手，并把身旁的朝鲜人民军第七军团长介绍过来。陶勇拍着王营长的肩膀说：“你们快到前边带路吧。”他听出王营长的口音：“你也是胶东人吧？我原来的老部队第四纵第十师参加过胶东保卫战，许多伤员就是在胶东养好伤重返前线的，你们胶东子弟兵打仗很勇敢，是许世友司令员亲手培养训练的老部队，政治觉悟高……”
王营长已经不拘束了，高兴地回答：“是的，我的家乡在胶东荣成县，靠着黄海边，第四纵队第十师参加过胶河战役。”
彭德清接着说：“胶东一千多万人口，参军青年二三十万人，先后组建了四个军，有二十七军、三十一军、三十二军、四十一军，对革命战争贡献很大。”
陶勇背着手，学起胶东话，说：“你们都是胶东人，只有彭军长是福建人。”胶东话的人说成“印”，陶勇把这个“印”字咬得格外响，若得大家都笑起来。
说着，他们来到了核心阵地。陶勇站在掩蔽部前，用望远镜眺望元山港，蔚蓝色的广阔海面一望无际，波浪滔滔，那里在前些日子曾经是美国海军战列舰、重巡洋舰射击元山港和海岸防御阵地的海域。松峰德山的松峰秀丽，气势磅礴，公路上弹坑累累，被炸毁的汽车东倒西歪，倾斜在沟壑里，还有未爆炸的定时炸弹和汽油弹的残骸。陶勇放下望远镜，走进掩蔽部里，用1米长的树枝测量着3米以上的覆土，敲打着20厘米粗的支柱和顶盖圆木，检查坚固程度和稳定性，又检查了战士的地铺，察看到蓬松的铺草，比较满意，说：“这不错，既防潮湿又保暖。”
几个人沿着交通壕走到重机枪掩体旁。陶勇站在射击孔后侧，以立射姿势检查射击角度，瞄了几眼，他对王营长说：“把重机枪架设起来试试。”
王营长面有难色：“可以，就是首长来时重机枪已全部进入防空阵地了。”
陶勇摇手说：“那就不必了。”
说完，他通过重机枪露天预备阵地，又来到轻机枪掩体和单兵射击掩体，边走边看，连阵地厕所、堑壕的排水沟都细细地观察。然后手一撑，跳上交通壕，拍拍手上的泥土，嘴角露出笑，对王营长说：“你这个核心阵地基本上构成了，你阵地前还有什么设施？你们营指挥所在哪个位置？”
王营长指着松峰德山向元山方向伸展的几条山腰报告：“就在那几个山腰上构筑简易工事，作为我营的前沿触角阵地。它的任务是侦察敌情，提早发现敌人，迫使敌人过早地展开，我以火力阻滞、杀伤、消耗敌人，使敌人进攻前在航空兵和炮兵火力准备结束时，失去步兵的有力配合，这样，我营主阵地能抓紧这个间隙做好战斗准备，并为冲击与反冲击造成有利条件。”
陶勇一边听，一边举着望远镜，按王营长手指方位观察，对一起来的人说：“彭军长曾向我说过，在金城坚守防御作战中，采取这种触角阵地的防御手段，是行之有效的，但是，这次坚守海岸防御，是抗登陆作战。敌人可能实施三军协同作战的进攻方式，夺取滩头阵地，巩固登陆场，然后向我海岸纵深发展进攻，其航空兵、舰炮火力及陆军火炮支援将是连续而猛烈的，要准备打恶仗！”
“是，首长，我们有这个思想准备！”王营长回答。
山上的树林浓郁，能见度受限。有时难于辨别准确的方位、距离，陶勇让王营长在军用地图上指明方位、地点，然后，他与彭德清地图上对照着，交谈着，思考着。有时向王营长、粘教导员询问：“你们在密林的中间，不但观察受限，而且影响火力，还要防备敌人空军投掷凝固汽油燃烧弹，树林一旦起火，威胁整个防御阵地的安全，将丧失战斗力！”
王营长说着自己的考虑：“树林是自然伪装，我们所需的圆木绝大部分是在前沿间隔砍伐的，扫清了主要射界。这些树上的毛栗子快要熟了，尽量给朝鲜老乡保留下来，但是一旦战斗打响了，这也是敌空军扔汽油弹的目标，我们已有思想准备和防护措施。”
朝鲜人民军第七军团长笑着点头说：“很好，很好！”
陶勇检查完了，比较满意，对大家说：“是啊，咱们志愿军要遵照毛主席的指示，爱护朝鲜的一山一水，一草一木，在正常防御作战中，要趋利避害，扬长补短，利用地形地物，充分发扬火力，加强防空、防炮，保存有生力量，在适当时机进行反冲击……”
陶勇和营里的干部握手后，又到别的阵地上去了。
十天后，陶勇再次检查了王营长的阵地，才真的放心。
1951年底，宋时轮离开九兵团回国，陶勇代理兵团司令员兼政委的职务。
1952年10月，陶勇迎来了他的老部队二十三军入朝，并坚守“三八线”达五年之久，他自己却奉调任华东军区海军司令员，即将回国。