1951年春，宋时轮被任命为志愿军副司令员兼第九兵团司令员和政委，参加指挥了1951年夏秋季防御作战和1952年春夏巩固阵地作战，直至1952年7月奉调回国，为抗美援朝、保家卫国战争取得胜利做出了重大贡献。

    宋时轮是我军一位杰出的带兵人，具有爱兵如子的名将风范。抗美援朝初期，由于美军的严密封锁，后勤供应不上，我军严重缺粮，有时一天只能吃上一顿稀饭，不少战士得了浮肿病、夜盲症。宋时轮得知情况后，十分痛心地说:“绝不能让战士们饿着肚子打仗！”他采取各种措施，想尽一切办法让干部战士吃饱。悲壮的长津湖之战中，第二十七军八十师二四二团第五连，除一名掉队者和一个通信员之外，全连干部战士呈战斗队形全部冻死在阵地上，这成为将军心中永远的痛。1952年9月，第九兵团从朝鲜回国，车行至鸭绿江边，宋时轮要求司机停车，下车后向长津湖方向默立良久，然后脱帽弯腰，深深鞠躬。