２０日午後、合同参謀本部は韓国軍合同指揮統制体制であるＫＪＣＣＳ（Ｋｏｒｅａ　Ｊｏｉｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）を「訓練」から「実戦」モードに切り替えた。戦時に備えて毎年実施している韓米合同軍事演習（ＵＦＧ）中に北朝鮮軍の砲撃に対応する実際の作戦を展開した。韓民求（ハン・ミング）国防部長官は、北朝鮮の砲撃報告を受けた直後、国家安全保障会議（ＮＳＣ）に参加した時間を除き合同参謀本部指揮統制室で状況を確認した。ＵＦＧのためソウル近郊の壕にいた崔潤喜（チェ・ユンヒ）合同参謀議長は、現場で陣頭指揮をとった。合同参謀本部は北朝鮮軍の砲弾が落ちた６軍団に北朝鮮の浸透に備えた警戒態勢「珍島（チンド）犬１」を発令し、軍の非常待機態勢を維持させた。軍関係者は「追加的な挑発が予想され、実際の作戦態勢を維持している」と話した。

軍当局は北朝鮮軍がＵＦＧ演習第１部が終了する時に砲撃を加えてきた点を注目している。政府は１７日からＵＦＧ演習を進めている。政府の訓練はこの日に終了し、軍の第１部訓練も仕上げ段階だ。軍関係者は「北朝鮮が韓米連合訓練の期間中には挑発しないという予測を逆に利用したと思われる」として「だが軍はすぐに実戦体制に転換して対応した」と説明した。

北朝鮮軍の砲撃は、西部戦線である京畿道漣川郡中面（キョンギド・ヨンチョングン・チュンミョン）近郊で２度にわたり行われた。この日午後３時５３分と４時１２分に行われた北朝鮮軍の砲撃は、全て重火器の搬入が禁止されている非武装地帯（ＤＭＺ）内だったと軍は把握している。軍関係者は「北朝鮮軍を監視している間、対砲兵探知レーダーに高射砲を撃った軌跡がとらえられた」として「軌跡を分析する途中で、北朝鮮が軍事境界線（ＭＤＬ）南側の韓国のＧＰ（最前方観測哨所）方向に数発の砲弾を追加で撃った」と話した。

北朝鮮が２回目の挑発に使った直射砲は対砲兵探知レーダーでとらえることができず原点を正確に把握できなかったと軍当局は明らかにした。ただし２回目に射撃した北朝鮮軍の砲弾がＭＤＬから南７００メートル余りに落ちたのは肉眼で観測されており、軍は５時４分ごろ１５５ミリ自走砲を動員して対応射撃を実施した。軍関係者は「原点把握はされなかったが（北朝鮮軍の）砲弾が離れた地点から煙が出る状況が観測された」として「現場の指揮官の判断によりＭＤＬ北側５００メートル地点に３０発余りの対応射撃を実施した」と話した。

だが北朝鮮軍の最初の砲撃があってから約１時間後に対応射撃を実施し住民たちを避難させたのは対応が遅いという指摘が出ている。これに対して軍関係者は「（北朝鮮軍の砲撃）分析に時間がかかった」として「だが３０発以上の砲弾射撃をしただけに、軍の報復の意志は十分に誇示した」と話した。この日、朴槿恵（パク・クネ）大統領は緊急ＮＳＣで「厳しい状況で北朝鮮の挑発がある場合、報告なしにすぐの対応するように」と指示したと軍関係者が伝えた。