斯大林说：我们认为，在敌人越过三八线时，集中9个中国师在中朝边境以便志愿军入朝作战是正确的，我们将尽力为这些部队提供空中掩护。
6月25日，朝鲜人民军越过三八线，开始了解放南朝鲜的战争行动。当天，美国政府就明确指责北朝鲜对南朝鲜发动武装进攻。很快，美国海、空、陆三军就陆续介入了朝鲜战争。美国总统杜鲁门更是于27日发表声明，宣布美国将从军事上支持南朝鲜军队作战，同时还将派美国第7舰队开赴台湾海峡，以阻止中国大陆对台湾的任何可能的进攻。
美国的激烈反应本在中苏两国领导人的预料之中，但是，无论是斯大林还是毛泽东，都没有想到美国会如此之快地介入到朝鲜战争当中来。7月2日，在与毛泽东、朱德、刘少奇进行了一个下午的讨论之后，周恩来约见了苏联大使罗申，向他说明了中国政府对于美国和联合国的声明将采取坚定的政策。与此同时，周恩来说，毛泽东在与北朝鲜领导人的几次谈话中，都谈到了美国干涉的可能性，可惜没有弓I起朝鲜同志的重视。美国的军事干涉看来有进一步扩大的趋势，人民军能否挫败美国的干涉，令人担心。毛泽东希望朝鲜同志能够加强他们在仁川地区的防御线，因为美国人可能会在那里登陆，当然，这种登陆战也可能发生在半岛的其他地方。考虑到种种可能的情况，为防备万一，中国政府准备在中朝边境集中9个师的兵力，美国军队不过三八线则罢，一旦越过了三八线，中国人民解放军便以志愿军的形式入朝协助人民军抗击美国军队。周思来提出，就这个问题，中国政府希望能够听取斯大林同志的意见，同时希望苏联空军能够对这些部队提供空中掩护。
斯大林对美国干涉可能造成的严重情况，看上去并不像中国方面那样担心。还在7月1日，斯大林就非常坚决地要求他在朝鲜的大使转告北朝鲜领导人：不要被美国人的介入吓坏了，不要停止推进，苏联将迅速满足朝鲜人关于供应弹药和其他军需品的要求，我们认为必须坚决地继续进攻，南朝鲜解放得越快，美国武装干涉的机会就越少。
斯大林并非不了解北朝鲜人民军的弱点。事实上，在正面战场投入了绝大部分兵力之后，即使是金日成也已经看出“美国人在部队后方或在北朝鲜各港口派陆战队或空降部队登陆的危险性”了，他为此已经在呼吁苏联紧急援建海军陆战队和海岸警备队。在这种情况下，斯大林当然知道应当做第二手准备。因此，在得知中国政府主动表示愿意为北朝鲜人民军提供军事保障之后，他很快就要罗中转告周恩来，肯定了这种准备的意义。他明确讲：“我们认为，在敌人越过三八线时，集中9个中国师在中朝边境以便志愿军入朝作战是正确的。”“我们将尽力为这些部队提供空中掩护”。
不过，斯大林对战争形势的估计仍然是乐观的，并不认为有必要采取适当的行动阻止美国扩大干涉的企图。由于苏联代表于1月30日因抗议台湾国民党继续占据中国在联合国安理会常任理事国的席位而拒绝出席安理会会议，使得安理会乃至联合国都成了美国人的一言堂。眼看美国代表正在鼓动联合国组织“联合国军”介入朝鲜战争，斯大林几乎无动于衷，丝毫也不想派他的代表返回安理会去行使否决权。结果，7月7日，由于苏联代表的缺席，美国代表轻而易举地促使联合国安理会通过了组织“联合国军”的决议。面对美国在朝鲜军事干涉的扩大，斯大林仍旧稳坐钓鱼台。当英国人通过驻莫斯科大使委婉地向苏联提出，希望苏联施加影响，促使人民军退回三八线，以便和平解决朝鲜问题时，斯大林很坚决地打电报给中国和北朝鲜政府称：“我们认为英国人的这项要求是无礼的和不能接受的”。斯大林唯一的反应是，催促中国政府尽快在中朝边境部署9个师的部队。他在给周恩来及毛泽东的电报中称：“我们不清楚，您是否已决定部署9个中国师在朝鲜边境。如果您已作出决定，我们准备给您派去一个喷气式歼击机师——124架飞机，用于掩护这些部队。”而一旦中国的飞行人员掌握了这些飞机，这个飞行师以及已经在上海担任防空任务的另外一个飞行师的所有装备，都可以移交给中国方面。
很显然，斯大林不是完全没有担心，但是，他渴望这场战争能够顺利地打下去。
斯大林说：美国人将很快地被赶出朝鲜，金日成同志不要因为战争没有取得连续的胜利而不安，不要忘记，苏联现在和将来都会支持他。
在得到斯大林对于立即着手部署9个师东北边防军以防万一的积极答复之后，受毛泽东的委托，身为中央军委副主席的周恩来在7月7日和10日连续两次召集国防会议加以研究落实。会议通过了《关于保卫东北边防的决定》，决定抽调作为国家战略预备队的第13兵团及其所辖的第38、39、40军和已经在齐齐哈尔地区从事农业生产的第42军等部，共52万人，组成东北边防军，准备必要时支援朝鲜人民军作战。会议同时高度重视空军问题，授权空军司令员刘亚楼对改装、训练和接收苏联飞机，迅速组建中国空军的问题，提出具体方案。
毛泽东和中共中央对建设空军问题一直十分重视，但空军装备以及空地人员的训练问题限制着空军组建工作的开展。中国人民解放军这时只有一个空军第四混成旅，且其组成还不到一个月的时间。考虑到与美国军队作战的可能性，军队领导人都格外重视空中掩护问题。受到斯大林提议的鼓舞，参加国防会议的领导人都——致主张乘机加速空军的建设。因此，周恩来很快两度约见苏联大使罗申，一方面请他向斯大林表示感谢，一方面要求苏联派遣防空和空军专家前来中国担任军事顾问。在一封由毛泽东署名的给斯大林的电报中，中国政府还就苏联飞行师在中国东北的配置问题提出了具体的设想，主张：“对于你们用以掩护我军的一个喷气式飞机师，我们拟将其配置在沈阳地区，将其他两个团配置在鞍山，将其他一个团配置在辽阳，这将有助于在我驻安东地区混成航空旅各歼击航空兵团的配合下，完成对我军及沈阳、安东、抚顺工业区进行掩护的任务。”对于中国方面的所有这些要求，斯大林和苏联武装力量部相当痛快地给予了满足。
一直到8月中旬为止，朝鲜人民军的作战都还比较顺利。7月底，人民军已经进抵洛东江，整个南朝鲜军队只剩下几万人，连同前来增援的近10万美军，被围困在朝鲜最南端的釜山港一带狭小的范围里，眼看统一朝鲜的战斗即将进入尾声了。8月中旬，人民军大举突破了由美军第8集团军沿洛东江建立的坚固防线，金日成公开通过平壤电台发布命令，要求人民军将士务必在8月底之前将美国侵略者赶出朝鲜，完成统一朝鲜的神圣使命。
朝鲜人民军的节节胜利，也使中国领导人深受鼓舞。8月4日，中共中央政治局召开会议，在谈到朝鲜战局时，与会者多数表示乐观，只是对美国在国内国外做了如此大规模的战争动员之后，是否会轻易地承认失败，放弃朝鲜，有所怀疑。毛泽东重新谈到了美国发动登陆战并扩大战争的可能性，但是，由于人民军对美军作战取得了一连串的辉煌胜利，多数与会者相信，美国军队的战斗力要弱于当年他们与之作过战的日本军队。基于这样一种估计，毛泽东明确讲，美帝是不会甘心失败的，要准备美帝大举进攻北朝鲜，“我们不能不有所准备”，因为，“如美帝得胜，就会得意，就会威胁我。对朝不能不帮，必须帮。”周恩来也肯定地说：朝鲜战争要取得彻底胜利，“一定要加上中国的因素，中国的因素加上去后，(才)可能引起国际上的变化。我们不能不有此远大设想。”在这段时间毛泽东、周恩来与苏联大使、专家以及军事顾问的谈话中，不止一次地说明，中国有决心成为北朝鲜的坚强后盾，解放军不怕与美国军队作战。
朝鲜战局的进展，明显地影响着中共中央对援助朝鲜问题紧迫性的估计。8月4日会议召开时，人民军的作战有很快结束的可能，毛泽东估计美军出于报复目的，可能很快转而在人民军侧后发动登陆战，因此，他明确提出，东北边防军各部务必“于本月内完成一切准备工作，待命出动作战”。十天之后，注意到美国军队一时还难以另外调集新的足够发动登陆战的部队，他又指示东北边防军：“完成训练及其他准备工作的时间可延长至九月底”。但无论如何，毛泽东已经明确告诉苏联人说，照目前的情况，靠北朝鲜自己恐怕是赶不走美国人的，一定要加上中国的力量。
8月底，眼看人民军进攻釜山的作战严重受阻，美军已在釜山地区构筑成坚固的防御线，有可能抽调足够的机动部队来发动对人民军的反击，毛泽东开始感到形势的严峻。为此，他不能不一面提醒苏联人，战争将长期化，一面要求军委：为应付可能到采的战争，“现须集中十二个军以便机动”。他同时两度会见北朝鲜代表，提醒他们美国多半是要在另一方向上实施登陆作战，北朝鲜必须有充分的预备力量，应付敌人可能在汉城地区或平壤地区采取的登陆行动。
将近一个月的时间啃不动釜山这块小骨头，也让斯大林感到事情有点儿不妙。来自朝鲜的种种情报显示，面对从航空母舰上起飞的大队美国攻击机和美国陆战队在火力方面的优势，人民军的土气受到明显的影响。当然，斯大林并没有感到绝望，他寄希望于最后五分钟的努力。他在8月28日给金日成的电报中写道：“苏共中央祝贺金日成同志及其战友在伟大的朝鲜人民解放斗争中，在金日成同志领导下取得辉煌胜利，苏共中央毫不怀疑，外国干涉者将会很快地被赶出朝鲜。”“金日成同志不要因为和外国干涉者的战争没有取得连续的胜利而不安，不要因为推进中进攻受阻，或因某些局部的失败而沮丧。在这样的战争中没有连续的胜利”。要知道，“俄国人在1919年英、法、美武装干涉时期的处境比现在朝鲜同志的处境要坏得多”。“金日成同志不要忘记，他的盟友现在和将来都会支持他。”为了尽可能保护人民军不受敌机的攻击，“我们可以补充提供攻击机和歼击机给朝鲜空军”。
斯大林的鼓励使金日成倍感温暖，他一面复电斯大林，说“我们被您的关注深深地打动，并对您的热情参与和忠告，向您，我亲爱的导师，表示感谢”，一面下令对釜山的敌人发动最猛烈的攻势，不惜一切代价把美国人赶下海去。
据美国人记述，“9月1日，一声爆炸打破了清晨的寂静，北朝鲜人至少向釜山防御圈发动了5次大规模进攻。”这次进攻一波又一波地一连持续了一周时间。美国人“付出了战争中最惨重的代价”。仅9月5日一天，美国陆军就有102名士兵阵亡，420人受伤，587人失踪，陆战队阵亡35人，伤91人，伤亡总数达1245人。但是，美国人顶住了人民军的拼死进攻。进入9月中旬，上万名美国陆战队员撤离了釜山前线。只不过，他们不是被赶下海去的；在釜山港口列队登船的陆战队员们被告知，他们要去从侧后对北朝鲜人民军发动一场登陆战。
斯大林说：采取一切措施，不要让一个苏联顾问被俘。至于向金日成建议请中国朋友派遣司机的问题，可以这样提，但不要提莫斯科。
朝鲜半岛呈狭长形，长800—900公里，拦腰最窄的两处，一处在乎壤附近，一处在汉城附近，宽度仅100公里左右。人民军由北向南长驱直下，部队大部分集中在最南端，其补给线达400多公里，很容易被拦腰切断。麦克阿瑟将军在战争爆发第5天前往朝鲜进行战地视察时，就已经产生了在汉城附近实施两栖登陆，对人民军拦腰一击的想法。7月4日，麦克阿瑟就指示他的参谋人员制定登陆作战计划。10日，以汉城附近的仁川作为登陆点的“蓝心行动”计划已经出笼。计划提出，美国陆军第一骑兵师应于7月22日在汉城以西的仁川港发起登陆战。仅仅是由于后勤准备不及和缺少熟悉两栖作战的部队，这一计划才被放弃了。但7月23日，新的名为“铬铁行动”的计划再度提出了从仁川登陆的作战方案，只是这一计划的实施时间被推迟到了9月中旬。孝克阿瑟坚信，这是“以极少的部队包围并消灭其主力部队”的最好方案。
9月15日，经过周密准备的仁川登陆战果然一举成功。首批18000名美军占领了仁川港，不仅汉城受到威胁，而且整个人民军的主力部队，正在半岛南端的第一、二集团军，都有可能成为瓮中之鳖。莫斯科显然注意到了这种危险性。
从美军在仁川登陆的第二天，莫斯科就紧张地注视着事态的发展。当美国陆战队开始推进到汉江南岸，而美国飞机完全控制了朝鲜的制空权时，斯大林沉不住气了。他一面下令国防部长紧急制定一项出动苏联空军去保卫平壤的计划，一面致电金日成，强调美国人在仁川的登陆具有重大意义，其目的在于切断北朝鲜第一和第二集团军与北朝鲜后方的联系。为确保整个战线的稳固，不使美国人的阴谋得逞，有必要迅速从南：方撤出4个师，在汉城以北和以东建立防线。
与此同时，中国政府也非常关注美军在仁川的登陆。由于始终得不到详细的战况情报，周思来不得不于18日约见了苏联大使，要求苏联政府能够迅速提供有关朝鲜战局的更加准确的和及时的情报，并且主张，朝鲜人民军应当集中全部预备队消灭仁川登陆之敌，如果缺少这样的部队，务必从南方将主力部队撇下来。斯大林在22日的复电中对此解释说，金日成未能向中国方面提供军事情报，是因为与前线司令部的联系有困难；甚至他本人得到的有关情报，也多是来自苏联大使，而不是金日成。他表示，人民军是一支很年轻的部队．指挥系统不完善，干部也不得力，要指望人民军在后方的少数预备队抗击仁川登陆的美军，是不可能的，必须从前线撤出主力部队来建立巩固的防线。
考虑到人民军主力正在对釜山发动新一轮攻势，苏联驻平壤的大使和军事顾问没有认真贯彻斯大林的上述指示。但更重要的是，即使苏联大使高度重视斯大林的这一指示，仅仅从南部前线撤退几个师来组织有效的防线，也是不可能的。何况，正如苏联军事顾问所报告的，人民军从上到下部队指挥组织得很差，有线通讯被敌机的轰炸所破坏，无线电通讯既缺少熟练的报务员，也无法保障燃料的供应，人力通讯几乎不采用，斯大林又不允许苏联顾问随军行动。因此，后方对整个前线的情况也只有断断续续的报告，指挥都很困难。
9月25日，汉城陷落，美军已占领尚州、安东，并向清州方向发展，而釜山的进攻战也告失败，美军已开始大举北进，其狂轰滥炸更是使人民军处于被动挨打的境地，越过三八线的人民军主力面临被围歼的严重危险。苏联顾问报告说，“人民军部队主要由于敌人空军而遭到巨大损失，损失了几乎所有坦克和许多大炮，正在进行困难的阻击战，部队缺少弹药和燃料，几乎没有补充”，形势异常严峻。带着斯大林的撤退命令刚刚到达朝鲜不久的苏联武装部队副总参谋长、化名马特维耶夫的苏共特别代表团团长明确认为，必须立即向中国人请求帮助，至少应当请中国朋友派遣1500名以上的司机到朝鲜来帮助运送武器弹药和军队。
斯大林这回相信战争不能再打下去了。27日，他召集了苏共中央政治局会议。会上斯大林严厉批评朝鲜人民军各级指挥机关在指挥和战术方面犯了一系列严重错误，并强调苏联军事顾问必须对这些错误负直接责任，特别是拖延了撤退时间。鉴于战争已经无法进行下去，会议决定指示外交人民委员部责成苏联驻联合国代表马立克，立即寻找机会与美国国务院代表接触，寻求和平解决朝鲜问题的办法，同时要苏联军事顾问全力组织北朝鲜人民军的撤退工作，但斯大林特别申明，必须采取一切措施，不要让一个在朝鲜的苏联顾问被俘。当然，斯大林认为请中国人到朝鲜去是必要的。只是，他在给马特维耶夫的电报中强调，在向金日成建议请中国朋友派遣司机时，切记“不要提莫斯科”。
28日，金日成召集了朝鲜劳动党中央政治局紧急会议，讨论实现莫斯科提议的具体办法。但会议最终认定，由于大部分人民军主力未能撤回来，在汉城陷落后已无法阻止美国军队越过三八线了；一旦美军越过三八线，剩余的人民军不可能进行有效的抵抗，北朝鲜将不可避免地沦为美国的殖民地。因此，政治局领导人一致同意向苏联和中国要求直接的军事援助。显然，提出这种请求是令人沮丧的。在起草了求援信之后，金日成又于29日晚向苏联大使询问了美国是否真的会越过三八线的问题。他表示，他还是想用自己的力量统一国家，但他不清楚敌人会不会越过三八线，因为如果敌人越过三八线，那么这种可能性就不存在了，因为他们无法组织起新的部队，也不可能有效地抗击敌人。对此，苏联大使当然不能提供任何肯定的意见。结果，金日成还是不得不下决心向苏联和中国求援。
斯大林说：关于请中国派出志愿部队推进至三八线以掩护朝鲜同志重整军队这件事，我没有也不打算透露给我们的朝鲜朋友。
10月1日凌晨2时50分，斯大林收到了苏联大使转来的金日成的正式求援信。信中恳切地请求斯大林给予直接的军事援助，“如果由于某些原因不可能做到这一点时，请帮助我们在中国和其他人民民主国家组织国际志愿部队，给我们的斗争以军事援助。”
斯大林很清楚他可能做的是什么。拿到金日成的求援信仅仅不过10分钟，斯大林就口授了他给苏联驻北京大使的电报，要求他尽快转告毛泽东或周恩来：“朝鲜同志的情况变得令人绝望。”“根据眼下的形势，你们如果认为能用部队给朝鲜人以帮助，那么至少应该将五、六个师迅速推进至三八线，以便朝鲜同志能在你们部队的掩护下，在三八线以北组织后备力量。中国师可以以志愿者的身份出现。当然，仍由中国的指挥员统率。”为了表现出他纯粹是为了他人着想，丝毫没有强加于人的意思，他特地在电报的结尾处写道：“关于此事，我没有也不打算透露给我们的朝鲜朋友，但我相信，当他们得知这一消息时，无疑会感到高兴”。
由于时差及中转等原因，斯大林的电报经过苏联大使罗申送到毛泽东手中时，已经是中午时分了。这个时候，金日成的特使朴宪永也带着求援信到了中南海。在读了斯大林和金日成的来电和来信，听取了朴宪永对朝鲜战况的介绍之后，毛泽东临时召集书记处领导人周恩来、朱德和刘少奇开紧急会议讨论对策。毛泽东的态度很明确：这件事要管；不管，美国侵略者将更猖獗，无论对朝鲜，对中国，对整个东方，都是不利的。但是，到了这个地步，谁都清楚，管，就要冒风险。这个风险究竟有多大，这个问题成了会议争论的主要内容。
首先，美军在釜山的有效抵抗，实施仁川登陆，大举围歼朝鲜人民军主力，以及对北朝鲜的狂轰滥炸，不仅显示出美国军队在装备及火力上拥有巨大优势，而且表明它在指挥和战术上也不可小视。要管，就要能够解决问题，也就是要能够在朝鲜境内歼灭和驱逐美国及其他国家的军队。问题是，几乎全部由苏联装备起来的朝鲜人民军都不是美国人的对手，纯粹靠抗日战争和解放战争缴获敌人五花八门的各种装备武装起来的中国人民解放军，是否就能够达到歼灭和驱逐美国人的目的呢?根据周恩来列举的数字，可知美国一个军仅70毫米以上口径的火炮就有1000多门，同时还有坦克近500辆，而解放军平均一个军才有这样的火炮36门，东北边防军一个军最多也只有190门，况且还没有坦克。再加上美军拥有制空权，解放军的第一批空军最快也要到1951'年2月才能有300多架飞机可以投入作战。在装备及火力对比如此悬殊的条件下贸然投入对美作战，是否有利呢?
其次，在经过了多年战争之后，人民刚刚得到和平和稳定，国家刚刚开始进入经济的全面恢复和建设时期。出兵朝鲜，对美作战，不能不考虑美国向中国宣战的严重可能性，因此也就不能不准备美国至少使用其空军轰炸中国许多大城市及工业基地，使用海军，包括鼓动台湾国民党进犯中国沿海地区。如果在朝鲜作战不能很快取得胜利，即使仅仅形成两军相持的局面，美国必定会变本加厉地实施对中国大陆的空中打击和海上进犯，结果将不可避免地严重破坏中国已经开始的经济建设计划，并引起国内的政治恐慌。
显而易见，同两个月前相比，朝鲜战局的恶化使得中共中央领导内部对出兵条件的估计变得谨慎多了，顾虑也多了。除了毛泽东以外，与会者几乎都对迅速出兵感到没有太多的把握。当然，毛泽东仍旧相信，权衡利弊，出兵比不出兵好。关键在于打得怎样，而打得怎么样，说来说去其实只是一个装备和火力上的差距，这个差距很大程度上可以通过苏联的援助来解决。既然斯大林能够大举援助朝鲜人民军，当然也能够帮助中国军队解决目前装备上的不足。从解放战争的胜利可以看得很清楚，我们后方近、兵力多是一个很大的优势，只要苏联的装备能及时运到，空军的掩护问题能够基本解决，就不难打败美国军队；如果在朝鲜打胜了，美国还敢对中国大举进攻吗?
毛泽东的逻辑虽然没有根本解除与会领导人的思想顾虑，但也没有人提出更有力的反对出兵的理由了。因此，毛泽东决定第二天召开政治局扩大会议，进一步研究和决定出兵问题。接着，他连夜起草了两封电报，一封给东北军区司令员兼政治委员的高岗，和当时负责东北边防军的第13集团军司令员邓华，要他们命令东北边防军提前结束准备工作，随时待命出动入朝作战；一封给斯大林，明确说明：“我们决定用志愿军名义派一部分军队至朝鲜境内和美国及其走狗李承晚的军队作战，援助朝鲜同志。我们认为这样做是必要的。”而入朝作战最关键的问题是“中国军队能否在朝鲜境内歼灭美国军队，有效地解决朝鲜问题”。如果在朝鲜打胜了，那么，即使美国已向中国公开宣战，这个战争也打不长，打不大。而中国军队能否打败美国军队，则取决于苏联援助装备的情况。毛泽东在列举了美军与解放军在火炮及其它重武器上的差距之后，开列了一个长长的清单，要求苏联迅速提供武器装备，争取使每个军能够有500至600门火炮。但是，他表示并不准备拖延出兵。他说：在目前的情况下，我们决定将预先调集的12个师于10月15日开始出动，到达北朝鲜的适当地区(不一定到三八线)，“一面和敢于进攻三八线以北的敌人作战，第一个时期只打防御战，歼灭小股敌人，弄清各方面的情况；一面等候苏联武器到达，并将我军装备起来，然后配合朝鲜同志举行反攻”，争取在实战中，用四倍于敌人的兵力，和一倍半至两倍于敌人的火力，“有把握地干净地彻底地歼灭敌人”。
毛泽东所以会在政治局会议召开之前就连夜起草这封给斯大林的电报，一方面表明毛泽东相信他能够说服政治局接受他的意见，另一方面也显示他估计政治局多数领导人不会持反对态度。毕竟在此前举行的几次有关会议上，多数领导人的态度都是积极的。但是，在10月2日举行的政治局扩大会议上，他吃惊地发现，几乎所有领导人都对现在出兵朝鲜持怀疑和反对的态度。而最重要的是，军队领导人几乎一致对同美军作战表示没有把握。
战则必胜，胜不了还出什么兵?毛泽东终于也犹豫起来了。这时，最主要的军事领导人只有彭德怀还没有到北京，毛泽东明确表示要叫彭德怀来，听一听他的意见。但凌晨起草的电报无论如何不能发了。考虑到必须给斯大林一个答复，毛泽东在3日约见了苏联大使罗申，口述了一封电报，内称：“我们原先曾计划当敌人向三八线以北推进时，派几个师的志愿军到北朝鲜帮助朝鲜同志，但是，经过全面考虑之后，我们现在认为采取这种行动可能会招致极其严重的后果。第一，靠几个师很难解决朝鲜问题(我军装备极差，与美国军队作战没有胜利的把握)，敌人可能会迫使我们后退。第二，这样做极可能导致美国与中国的公开冲突，结果苏联也会被拖进战争。这样一来，问题就变得非常严重了。”因此，“中共中央的许多同志认为，对此表示谨慎是必要的。……如果我们派去几个师，敌人却迫使我们后退，同时还导致美国与中国的公开冲突，那么，我们整个的和平建设计划就会被彻底破坏，这会引起国内很多人的不满(人民受到的战争创伤尚未恢复，我们需要和平)。因此，目前最好还是耐心一些，不派出军队，积极准备力量，这样做在把握同敌人作战的时机上将比较有利。”当然，毛泽东内心深处对这样做颇感不安。这不仅仅是因为他不忍看到北朝鲜的失败，而且因为他深信，美国人一旦在北朝鲜得逞，中国就更难安宁。何况自己已多次许诺要出兵援助，斯大林又亲自提出要求，如今一下子拒绝，这也确实让他感到为难。因此，他在电报结尾处特别表示：“关于这个问题尚未做出最后决定，这是我们的初步电报，我们希望与您商量”。
斯大林说：这需要害怕吗?我认为不需要，因为我们联合起来比美国和英国更强大。如果战争不可避免，那就让它现在就来吧!
毛泽东的答复让罗申深感意外。他在毛泽东的电文后面向斯大林报告说：“毛泽东的复电表明，中国领导人改变了在朝鲜问题上先前的立场。这与毛泽东同尤金、克斯托夫、康诺夫，以及刘少奇同我的多次谈话中表示过的态度是矛盾的。”他相信，中国人不仅能够派出军队，而且完全能够派出比几个师更多的有战斗力的师，唯一的问题只是需要援助他们一些反坦克武器和火炮而已。
毛泽东3日的复电也大大出乎斯大林的意料。自从战争爆发以来，斯大林就小心翼翼地避免被美国抓住苏联卷入了这一事件的把柄。不管苏联实际上起了多大的作用，只要不被美国人抓住，这把火就烧不到自己身上来。但是，推动朝鲜战争，说到底是因为它对苏联在远东的安全是有利的。如果因此反而连北朝鲜也丢了，那对苏联在远东的利益无疑是难以弥补的重大损失。所以，即使苏联不能出面支援北朝鲜，斯大林也要鼓动中国来挽救北朝鲜。何况，中国人当初明明自己主动承诺要援助北朝鲜的。中国一退缩，不仅朝鲜成了美国人的囊中物，就是苏联的远东今后也再无太平日子可过了。这种结局是斯大林无论如何也不愿意看到的。
10月5日，苏共中央政治局整整讨论了一整天。所有的与会者都确信，必须不惜一切代价避免苏联直接与美国发生冲突，即使是放弃北朝鲜。为了最后劝说毛泽东改变主意，承担苏联本应承担的责任，斯大林当天又给毛泽东发去了一封电报。他针对毛泽东的担心逐一解释，让毛泽东放心。他断言：美国目前不准备打大仗，日本也没有能力援助美国，因此，如果中国参战，美国只好放弃占领朝鲜的计划。如果只是消极等待，不能令人信服地显示中国的力量，中国不仅得不到这些让步，而且也别想指望美国会在台湾问题上做出让步。至于苏联是否会被拖入战争的问题，他用颇具煽动力的语言鼓动说：既然中苏之间签订了互助同盟条约，如果美国对中国宣战，苏联当然会被拖入战争。但是，“这需要害怕吗?在我看来．我们不需要惧怕。因为我们联合起来要比美国和英国更强大，而其他欧洲资本主义国家没有德国(目前它不可能给美国提供任何帮助)就不是什么重要的军事力量。如果战争不可避免，那就让它现在就来吧!”
其实，毛泽东也并没有完全放弃出兵的努力，问题仅仅在于，军队领导人能不能有信心。4日，彭德怀赶到北京，参加了政治局会议。在会后与毛泽东的谈话中，针对毛泽东在会上所讲的，“别人处于国家危急时刻，我们站在旁边看，不论怎么说，心里也难过”的话，彭德怀承认：“苏联完全洗手，我们装备差得很远，只好让朝鲜亡国，是很痛心”。但是，在毛泽东提出“如果苏联援助得多一些，快一些，我们的装备改善得好一些，这场仗是不是能打”的问题后，彭德怀反复考虑后肯定地表示：这不是没有可能的，问题在于这种援助能够到什么程度，空军能掩护到什么程度，这个问题解决得好，可以同美国军队较量一下。得到彭德怀这样的回答，毛泽东显然十分满意。他明确提议，有关苏联援助的问题，由周恩来去苏联与斯大林商量解决，出兵的准备继续做，由彭德怀来担任志愿军的司令员兼政委。在5日的政治局会议上，彭德怀表示了积极的态度，会议的气氛有了转变。据此，毛泽东提议，一方面成立志愿军，做入朝作战的周密准备，一方面派周恩来、林彪前往苏联，说明出兵与不出兵的利弊得失，最后征求斯大林的意见。
根据毛泽东的提议，周恩来于6日主持召开了军委扩大会议，以便集中军方领导人对入朝作战具体困难和所需装备的意见。次日，毛泽东再度约见了苏联大使罗申，要他转告斯大林，他同意斯大林来电的基本观点，并准备过一些时候派9个师人朝作战，只是有关入朝作战和苏联援助的种种问题，还需要派周思来和林彪前往苏联与斯大林进行详细的讨论。
8日，毛泽东以军委主席的名义发布了组建中国人民志愿军的命令，并电告了金日成。当天，周恩来与林彪也从北京飞抵莫斯科，然后于次日转往斯大林在黑海附近的休养所。双方很快展开谈判。周恩来当时带去的是两种意见：苏联能够迅速提供中方所需的装备，特别是提供空中掩护，就出兵；否则就不出兵。但很显然，周恩来和林彪的谈话比较多地谈到了出兵困难的一面。联系到毛泽东准备“过一些时候”出兵的电报，斯大林显然对中国方面的意图发生了误会。在反复强调出兵的好处而仍无法说服周恩来之后，他变得激动起来，大声说：“那么，你们的决定就是不想派军队去朝鲜了，而朝鲜的社会主义很快就会崩溃了。”
10日和11日，周恩来与斯大林进行了将近两天的会谈。周恩来详细询问了苏联提供援助的问题，而斯大林关于空中掩护问题的答复显然也使周恩来感到担心。他在发给毛泽东的电报中说明，斯大林一面肯定愿意提供16个志愿空军团进行空中掩护，一面又对立即出动空军掩护表示困难，声明苏联远东空军准备不足，至少要两个月到两个半月的时间才有可能给予掩护，因此，斯大林更多地强调可否向中方提供飞机来解决这个问题。而他一再告诉斯大林，这样做是行不通的，不仅中方接运困难，而且也没有飞行人员可以利用，何况还有一个由中方付款的问题，这在财政上会带来很大的问题，必然极大地影响经济的恢复和建设工作。面对这样一种情况，周恩来自然更倾向于不出兵了。于是，讨论来讨论去，双方最后还是下了决心，在不得已的情况下放弃北朝鲜，让金日成及其政权和军队暂时退到中国的东北地区去。据此，他们分别正式通知了北京和平壤方面。
不管周思来带去苏联的是几种意见，在毛泽东这边始终还是在做着出兵的准备。在收到周恩来关于苏联空军暂时不能出动，和决定暂不出兵的通知之后，毛泽东立即下令暂停执行有关部队出动的原定计划，并电召高岗和彭德怀来京会商。13日，彭德怀、高岗赶到北京，他们虽然对苏联暂时不能给予空军支援也感到意外和不满，但对于让金日成到东北来建立流亡政府，把美国人放到鸭绿江边上来的前景，深感不安。这也正是毛泽东的担心所在。在反复讨论了这种情况之后，政治局领导人一致认为，出兵朝鲜已经是唯一的选择了。因此，毛泽东马上于13、14日接连三电周恩来，说明“与高岗、彭德怀二同志及其他政治局同志商量结果，一致认为我军还是出动到朝鲜为有利”。“让敌人压至鸭绿江边，国内国际反动气焰增高，则对各方都不利，首先是对东北更不利”。至于作战，在装备较差的情况下，打伪军还是有把握的。待苏联的装备到了，我们在空中和地上均占优势时，再取攻势。“总之，我们认为应当参战，必须参战，参战利益极大，不参战损害极大。”
13日，苏联大使罗申将毛泽东的决定报告给了斯大林。毛泽东告诉罗申说：过去我们的同志所以举棋不定，是因为他们对国际形势、苏联的军事援助、空中掩护等问题还不清楚。现在，所有这些问题已经清楚了。中国人没有理由不出兵。中国方面的唯一要求只是，“必须有掩护我们的空军，我们希望它尽快到达，无论如何也不应迟于两个月”。有了前面的经验，斯大林对此将信将疑，但他还是立即把这个好消息告诉给了金日成，要金日成暂缓执行昨天要他北撤的电报。因为自己“刚收到毛泽东的来电，他通报说，中共中央再度讨论了形势，决定不管中国军队多么缺乏武器装备，还是要给朝鲜同志军事援助”。
14日，斯大林得到了周恩来的正式通报。这回，斯大林心里的一块石头落了地。一些年后，陈毅甚至肯定地说，斯大林当时被感动得掉下了眼泪。不管斯大林是否真的被感动得落泪，他肯定是十分兴奋地正式通知金日成说：“经过摇摆和作出若干临时性的决定之后，中国同志终于下定出兵援助朝鲜的最后决心。有利于朝鲜的最终决定终于下定了，我为此感到高兴。因此，您知道的关于中苏领导同志会谈情况介绍应予撤销。与中国军队出动有关的具体问题，您需要同中国同志一起来决定。而中国所需要的技术装备将由苏联提供。祝您成功。”