第1装甲旅突围前，当天上午的第二场战斗也打响了。
交战的一方仍然是第二步兵师，只不过是第2步兵旅，准确的说是加强后的第2机械化步兵旅。
第二步兵师总共有三个战斗旅，只是平时只有第1装甲旅与第2步兵旅满员，部署在华盛顿州刘易斯堡的第3装甲旅只是一支架子部队，即平时只有军官，要到战时才从国民警卫队征召兵员。
受此影响，第二步兵师参战后，一直以第1装甲旅与第二步兵旅为主。
到九月下旬，也就是第一次战役打响后，第3装甲旅才到达韩国。随后，联军司令部把这个旅拆散，第32装甲团的第1营加强给了第1装甲旅，第33装甲团的第1营与第23步兵团的第1营则加强给第2步兵旅。为了增强第2步兵旅的机动作战能力，美军在九月底把第503步兵团第1营第506步兵团第1营与第9步兵团第1营升级为机械化步兵营，各补充了一个坦克连。
如此一来，第2步兵旅的战斗力反而超过了第1装甲旅。
当时，第2步兵旅至少有二百一十四辆m1a2，以及三百多辆m2a3与m3a3，此外还有两个营的大约八十门m109a7。兵员规模上，第2步兵旅更是超过了六千五百人，比一个韩军步兵师还要多。
只是，第2步兵旅仍然是一支缺乏机动能力的部队。
不是该旅没有足够多的装甲力量，而是该旅没有足够强大的后勤保障能力，仅有的一个前方支援营无法承担起所有保障任务，因此在部署的时候，联军不得不把第2步兵师放在第二道防线上，与师部的支援营协同作战。
第二次战役打响前，第2步兵旅部署在沙里院。
与之交战的，正是刚刚从东线开来的第三十九集团军。
因为从沙里院到平山，正是联军规划中的第二道战略防线。如果第三步兵师在正面战场上被志愿军击溃，联军无论如何也守不住平壤，必须主动退却。要想守住开城，就得在平壤与开城之间建立防线，这也正是联军重点守卫沙里院的主要原因。受此影响，在第二次战役爆发前，联军在沙里院到平山构筑了大量防御支撑点，其中最外围的防御支撑点在沙里院东面的石潭里。
战斗就在这里打响。
在此之前，第五十四集团军的先头部队已经到达谷山，控制了从平壤到元山的高等级公路。只是公路西端仍然在联军控制之中，所以志愿军无法利用这条公路。如此一来，位于谷山西面的石潭里成为志愿军的重点攻打目标。
第2步兵旅赶到的时候，石潭里的韩军正在苦苦支撑。
严格说来，第三十九集团军的进攻并不顺利。主要原因不是第三十九集团军不能打，而是黄峙博调整了作战计划。按照原定计划，第五十四集团军留在阳德之后，将为第三十九集团军提供后勤保障。到时候，之前跟随第五十四集团军作战的后勤部队，都将为第三十九集团军运送作战物资，确保第三十九集团军能够快速向西突击。调整之后，第五十四集团军继续南下，因此后勤保障部队跟随南下，而为第三十九集团军提供后勤保障的只有不到一个旅的兵力。在此影响下，第三十九集团军只能用一个加强旅当前锋，把主力留在后方，而且留下足够多的部队负责运送作战物资。
结果显而易见，在石潭里与第2步兵旅遭遇时，第三十九集团军没有兵力优势。
更重要的是，因为没有及时投入主力部队，攻打石潭里的战斗并不顺利，第2步兵旅赶到的时候，这座人口不到五千的小镇仍然在韩军的掌握之中。此外，当时镇上还有一些朝鲜平民，第三十九集团军不敢采用第四十七集团军的办法，向城镇里投掷地雷，阻止美军进入城镇。
十点半左右，双方第一次交火。
第一场战斗还算正常，第三十九集团军的突击部队及时展开，在石潭里南面与第2步兵旅打了一场比较正规的装甲战。只是没有兵力优势，而且美军有足够多的步兵，志愿军没能阻止美军向石潭里挺进。
两个小时后，第三十九集团军再次攻打石潭里。
得到美军增援后，守卫石潭里的韩军士气大振，而美军的装甲机动部队在防御作战中起到了非常显著的作用。
从下午一点十五分到两点正，四十五分钟里，第三十九集团军就在石潭里的联军阵地上损失了六十七辆主战坦克。因为充分利用了城镇里的有利地形，美军的损失非常小，只有几辆坦克被直射火力摧毁。
战斗打得异常艰难，石潭里成了阻挡志愿军前进的绊脚石。
这个情况，显然在黄峙博的预料之外，只是并没让他多么担心。
第四十七集团军已经完成了任务，歼灭了联军的第一支机动部队，正在向平壤挺进，天黑之前就能到达平壤郊外。虽然在江东的战斗之后，第四十七集团军已成强弩之末，很难按照计划攻入平壤，更不可能用两万多官兵消灭十几万韩军，但是在沙里院以北，联军已经没有机动兵力了。
让韩军与第四十七集团军在野外打机动战，黄峙博求之不得。
也就是说，打到这个时候，第四十七集团军能不能及时打下平壤并不重要，只要及时到达平壤郊外，志愿军就牢牢抓住了主动权。