志愿军空军深知保卫大桥的责任重大，时刻密切注视着美机的活动。9月25日下午，发现美机5批112架以战斗机和战斗轰炸机编成的混合机群，向新安州地区进犯。志愿军空军指挥所立即下令出击。第4师12团副团长李文模奉命率领米格-15歼击机16架，协同友空军迎击美空军机群。当李文模率领空中编队飞至安州上空时，突然与20多架美机遭遇，相距仅1000米，已来不及区分兵力，就一齐投入了战斗。1大队大队长李永泰率先带领本大队冲向左下方8架F-84战斗轰炸机。美机见势不妙，慌忙四散逃去。这时，有2批8架F-86战斗机从左、右后方袭来。李永泰驾驶飞机迅速左转上升，准备占位反击，不料被美机击中。僚机权太万冲过来将美机驱逐。李永泰驾着受伤的飞机又向另一架美机扑去，可惜军械系统已被打坏，不能开炮射击。这时，4架F-86又向李永泰围攻过来，李永泰勇敢机智地与美机格斗，终于摆脱了美机的攻击，驾驶着中弹30余发、负伤56处的飞机，安全地返回了基地。这次战斗，李永泰虽然没有击落美机，但是表现了临危不惧、英勇顽强的气概。后来战友们给他起了个“空中坦克”的美称。

在李永泰、权太万与美机格斗时，5号机陈恒、6号机刘涌新奋不顾身地进行掩护。他们看到另一批美机6架向李永泰的飞机袭来，便勇敢地冲了上去，与6架美机格斗，将其中的1架击落，首创志愿军空军击落美空军F-86战斗机的记录。后遭5架美机围攻，刘涌新被击落，壮烈牺牲。

这次战斗从战果看是失利的。但是，参战的飞行员个个士气很高，打得勇敢顽强。9月26日，空军首长致电第4师，对他们勇敢作战的精神给予高度赞扬。电报指出：第4师飞行员虽然都是新手，但敢于参加上百架飞机激烈空战，这就是个胜利。尤其对飞行员的战斗锻炼，更有极大的价值和意义。电报并对李永泰驾驶中弹30余发的飞机安全返回基地，特别提出表扬。继1951年9月25日空战后，26日、27日两天第4师又连续出动，同美空军展开激战。

志愿军空军与友空军协同作战的行动，使美空军的“绞杀战”计划遭到严重阻碍。美空军对此大为震动。美国第5航空队宣称：“这三天战斗是历史上最长最大的喷气机战役，而且也显示了共产党的飞机与飞行技术已经改进了。”

美空军承认中共空军“在清川江以北与鸭绿江之间地区内占了几乎是绝对的统治地位”、“战斗轰炸机除了扔掉炸弹、四散逃命之外，别无其他办法”，因而被迫决定“战斗轰炸机以后不在米格走廊内进行封锁交通线的活动，此后只能对清川江与平壤之间地区内的铁路交通线实施攻击”。