10月3日，南朝鲜军队在东海岸越过三八线向北推进了15公里。美国军队也在沃克将军的指挥下，越过了三八线，向北推进。毛泽东于当天得知这个消息后，立即和周恩来一起商议了对策，并且下决心出兵朝鲜。当天凌晨1时，周恩来紧急召见潘尼迦，向他郑重说明中国政府对待朝鲜战争的严正立场，即美国军队不能越过三八线，如果越过，中国肯定派兵入朝。
    印度方面很快就把中国的态度转告了美国和英国，但是美英两国显然无视中国的立场和态度。
     越过三八线，实际上是美国的既定军事目标。从目前美国方面已经解密的材料中可以看到：9月27日，杜鲁门已经给麦克阿瑟发出了正式的命令：“你的军事目的是摧毁北朝鲜的武装力量。为达此目的，授权你在朝鲜的三八线以北进行军事行动，包括两栖登陆和空降或地面行动。”
     当中国的警告传到美国后，一向轻视中国的美国最高决策者们，并没有把这当作一回事。杜鲁门甚至怀疑，周恩来的警告可能是一种宣传策略。美国国务院远东问题专家亚历克西斯·约翰逊认为，周恩来发出的信息“无疑含有极大的虚张声势的成分”，只是出于谨慎考虑，他建议在三八线以北只使用南朝鲜军队，联合国的空军和海军只提供军事支援。艾奇逊则认为，周恩来的声明是苏中试图迫使联合国撤军所做的努力的一部分。
     对于中国的决心，美国决策者做出的决策是：万一“在朝鲜的任何地方发现中共公开或秘密部署的主力部队”，只要“有获胜的机会”，仍可以继续行动；但是，除非得到华盛顿的授权，否则不得对中国境内的目标采取行动。显然，美国认为，中国不会出兵朝鲜。他们当然不了解毛泽东，更不了解：毛泽东一旦下了决心，就会以钢铁般的意志去行动。
     周恩来后来的回忆，也讲过毛泽东出兵朝鲜的底线问题，他说：“当时，我们发表政府声明，警告美国不要越过三八线，进逼鸭绿江，否则，中国决不能置之不理。美国不听。这时，我们再次警告。除这两次公开警告，我们还正式通过印度向美国提出过。当时，印度相信我们的警告，劝美国要谨慎。美国不听，一直进逼鸭绿江，逼我们到墙角，我们才进行抗美援朝。”
     10月7日，美国再次操纵联合国通过了“统一”朝鲜的决议。10月8日，中国方面已经获悉：大批美军越过了三八线，第二天，麦克阿瑟发出了向平壤进攻的命令。毛泽东所设定的不出兵朝鲜的底线已经被美国突破。和平解决朝鲜问题已经不可能了。正如彭德怀后来所回顾：“美军一过三八线，我就知道不打不行了。”