八月攻势先胜后败，人民军心有不甘，想再进一步向前推进，并准备了九月攻势。客观地看，战争形势发生了逆转，北朝鲜军队的兵力已经到了不宜发动攻势的限度，除侥幸之外是不能期待胜利的，简直是赌徒的孤注一掷。这次武亭所部仍然担任主攻，他的计划为：第3攻击集团（第1师、第3师、第13师和第105装甲师主力）突破美第1骑兵师和南朝鲜第1师防线，占领大邱。第4攻击集团（第8师、第15师、和第17装甲旅）突破南朝鲜第6师和第8师防线，占领河阳和永川，尔后向大邱或庆州突进。第5攻击集团（第5师和第12师）突破南朝鲜首都师和第3师防线，占领浦项洞和延日机场，同时准备由庆州走廊向釜山突进。

9月2日夜，武亭指挥所部开始大规模的夜间进攻，战事开局非常顺利，特别是第12师表现突出，接连击溃韩国首都师和第5师，在联军的东部战线上撕开了一个约12公里的缺口。到9月5日，美国第1骑兵师和韩国第3师也相继败下阵来，浦项洞被占领；8日，永川也被占领；第八集团军司令部和韩国军队司令部都从大邱撤向釜山。但是，由于西线的人民军遭到挫败，所有的压力都突然集中到了东线，武亭开始支撑不住了，正当他竭力抵挡来自四面八方的反扑时，9月15日，仁川登陆开始，南方人民军的灾难降临了。

人民军不得不撤退。一接到大撤退的命令，深悉游击战之道的武亭在安排了各师的撤退路线后，就切断了所有的无线电联系，结果不但美国人，就是平壤也不知道他去向何方。所以，他位于韩国安东的司令部未受多大挫折便经原州回到了三八线以北的金化，他部下的几个师除了第13师遭到了毁灭性打击外，都比较顺利地回到了北方，并保留了骨干力量。但是，这一必要的行动却让平壤颇为恼火，因为他们很长时间失去了他的消息，苏联顾问就曾公开批评这一“个人主义”倾向。接着，他被命令保卫平壤，但他手下只有两个不足万人的预备师团，武亭不甘心被围歼或当俘虏，他在政府北撤后只做了比较轻微的抵抗便率部撤走。从后来的结果看，他的选择是正确的，因为联军已经准备用空降团来截断他的后路，由于撤退的及时，只有最后的一个团受了损失。但是轻易放弃首都的行为无疑将严重打击他的声望，再加上其他一些小节，例如他任命官员未经过正常的行政审批手续等。最后，他被调职，担任一个预备军团——第七军团的军团长，对一个军人来说，这意味着失宠。1950年12月21-23日的朝鲜劳动党二届三中全会上，他因为“战争中的严重错误”受了处分。凭武亭的个性，他必定会觉得愤懑不平，也许就是因为政治上和战场上的双重失意，才造成了他后来的悲剧性结局。