10月6日， 周恩来在中南海居仁堂主持召开包括各地负责人在内的党政军高级干部参加的军发会议，根据5日政治局会议的决定， 讨论入朝作战方案和布置有关方面的工作。
    10月8日，在美军已越过三八线大举北进之后， 毛泽东以中国人民革命军事委员会主席名义，发布组成中国人民志愿军的命令："为了援助朝鲜人民解放战争，反对美国帝国主义及其走狗们的进攻，借以保卫朝鲜人民、中国人民及东方各国人民的利益，着将东北边防军改为中国人民志愿军，迅即向朝鲜境内出动，协同朝鲜同志向侵略者作战并争取光荣的胜利。""任命彭德怀同志为中国人民志愿军司令员兼政治委员。""我中国人民志愿军进入朝鲜境内，必须对朝鲜人民、朝鲜人民军、朝鲜民主政府、朝鲜劳动党（即共产党）、其他民主党派及朝鲜人民的领袖金日成同志表示友爱和尊重，严格地遵守军事纪律和政治纪律，这是保证完成军事任务的一个极重要的政治基础。"（注：《毛泽东文集》第6卷，人民出版社1999年6月版，第100～101页。）
    同日，微薄将这一历史性的决定电告金日成，并请他派朝鲜政府内务相补一禹到沈阳，与彭德怀、高岗会商志愿军入朝的有关问题。
    8日上午，彭德怀根据毛泽东的命令， 立即与高岗率领临时指挥人员飞往沈阳。次日上午，彭、高召集志愿军军以上干部会议，转达中央出兵援朝的决定，要求各部在10天内作好一切出国作战的准备。
    一波三折
    也是10月8日这一天，周恩来和林彪代表中共中央， 秘密飞往苏联，同斯大林商谈抗美援朝和苏联给予军事物资支援以及提供空军拥护问题。尽管中国共产党已经决定出兵，但周恩来还是带着两种意见，出兵或者不出兵，去同斯大林商讨的。如果中国出兵，那就要求苏联给予武器装备和提供空中支援。
    双方谈得并不很顺利。10月11日，斯大林和周恩来联名致电毛泽东，其中说到，苏联可以完全满足中国提出的飞机、坦克、大炮等项装备，但是苏联空军尚未准备好，在两个月或两个半月后才能出动空军。
    这样，在中国抗美援朝的决策过程中又出现了一个波折。毛泽东认为需要与政治局的同志讨论此事，以作定夺。10月12日，他致电彭德怀、高岗。要求："（一）十月九日命令暂不实行，十三兵团各部仍就原地进行训练，不要出动。（二）请高岗德怀二同志明日或后日来京一谈。"（注：毛泽东致彭德怀、高岗电，1950年10月12日。）
    10月13日，毛泽东就出兵问题，与彭德怀、高岗和其他政治局委员再一次商量。大家一致认为，即使苏联不出空军支援，在美军越过三八线大举北进的情况下，我们仍然出兵援朝不变。当天，毛泽东把这个决定电告周恩来：
    （一）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。在第一时期可以专打伪军，我军对付伪军是有把握的，可以在元山、平壤线以北大块山区打开朝鲜的根据地，可以振奋朝鲜人民重组人民军。两个月后。苏联志愿空军就可以到达。六个月后可以收到苏联给我们的炮火及坦克装备。训练完毕即可攻击美军。在第一时期，只要能歼灭几个伪军的师团，朝鲜局势即可起一个对我们有利的变化。
    （二）我们采取上述积极政策，对中国、对朝鲜、对东方、对世界都极为有利；而我们不出兵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，整个东北边防军将被吸住，南满电力将被控制。
    ……
    （五）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……（注：《毛泽东文集》第 6 卷， 人民出版社1999年6月版，第103～104页。）
    当时，毛泽东关注和担心的是两点：第一，苏联提供武器装备，是用租借办法，还是用钱买。这是关系到用于国内建设和一般军费的资金能否保证，从而影响国内经济是否稳定的问题。第二，苏联能否真正做到在两个月或两个半月之内提供空军支援。为此，毛泽东要周恩来在莫斯科再留几天，与苏联就上述问题重新商定。（注：《毛泽东文集》第6卷，人民出版社1999年6月版，第103～104页。）
    周恩来将毛泽东此电内容由莫洛托夫转达斯大林。斯大林作出了这样的回答：苏联将只派空军到中国境内驻防，两个月或两个半月后也不准备进入朝鲜境内作战。
    斯大林这个决定，对中国出兵作战虽然十分不利，但也没有动摇毛泽东的决心。