看来问题只能在莫斯科得到解决。1952年8月周恩来访苏，并与斯大林举行了多次会谈。中途赶来的金日成、朴宪永和彭德怀参加了后期会谈。除了讨论中国经济建设的问题外，会谈的重点在于确定对朝鲜战争的方针。周恩来介绍了战场上中朝力量的情况，认为第一可以打退敌人进攻，第二能够守住现有阵地，第三还可以发动进攻。总之，“现在我们有足够的把握，可以进行更长时间的作战，并且因为建立了坚固的坑道工事，也经得住轰炸。”关于战俘问题，斯大林首先指出，美国人想按自己的主张解决战俘问题，而根据国际法，交战各方必须遣返除罪犯以外的所有战俘。斯大林问，毛泽东对战俘问题是怎样考虑的：是让步还是坚持自己的主张。周恩来简要地介绍了在这个问题上中朝之间存在的分歧，并表达了毛泽东“必须坚持遣返全部战俘”的看法。周恩来说：“朝鲜人以为，继续打下去不利，因为每天的损失要超过在遣返上有争议的战俘人数，而停战对美国不利。毛泽东则认为，战争打下去对我们有利，因为这打乱了美国对第三次世界大战的准备。”斯大林当即肯定说：“毛泽东是对的。这场战争伤了美国的元气。北朝鲜人除了在战争中遭到牺牲以外，并没有输掉任何东西。美国意识到，这场战争对他们是不利的，必须结束它，特别是当他们知道仍有我军驻在中国以后。需要毅力，需要耐心。”斯大林还向周恩来提出了一个他认为毛泽东耿耿于怀的问题，他提醒说：“对美国必须强硬。中国同志必须了解，如果美国不输掉这场战争，那么中国永远也收复不了台湾。”关于解决战俘问题的具体方法，周恩来谈到，如果美国人做出某些让步，那么可以按以下方案之一继续谈判，第一，在美国仍然坚持遣返部分战俘的情况下，宣布扣留同样比例的美韩战俘；第二，战俘问题交给中立国（如印度）进行调解；第三，先签订停战协定，战俘问题留待以后解决。在交谈中，斯大林倾向第一方案，而周恩来重点谈的是第二方案。不过，他们一致赞同的前提是首先坚持全部遣返战俘，并要美国先行表示让步，而不能在美国的恐吓面前退缩。（注：斯大林与周恩来会谈记录，1952年8月20日、9月19日。АПРФ，ф。45，оп。1，д。329，лл。54-72，91-101。日本学者和田春树的看法不同，他认为1952年周恩来访苏时，朝鲜要求停战，苏联也想停战，但中国不愿停战，斯大林只好同意周恩来的意见。见Haruki Wada,Stalin and the Japanese Communist Party,1945-1953:In the Light of New Russian Archival Documents，提交“冷战在亚洲”香港国际学术讨论会（1996年1月）论文。但作者没有为这种说法提供档案依据。马斯特尼持有另一种笔者不能同意的看法，他认为周恩来去苏联是要表达中国和朝鲜企求停战的愿望，而斯大林坚决反对；他甚至认为两个月后刘少奇去莫斯科参加苏共十九大也是为了劝说斯大林实现停战。见Vojtech Mastny,The Cold War and Soviet Insecurity:The Stalin Years,New York,1996,pp.147-148。）
    然而，美国不但没有任何让步的表示，反而于10月8日宣布无限期休会。此后，战俘问题转为在联合国内展开讨论。11月3日墨西哥提出一项草案，建议应获准拒绝遣返的战俘在朝鲜问题实现政治解决之前暂时居住在其他国家，此后他们可以返回各自的家园，并对他们的生命和自由给予保证。该议案遭到苏联拒绝。维辛斯基在发言中提议先实现停火，再解决战俘问题，但必须依据全部遣返战俘的原则。11月17日印度代表团又提出了一项比较接近中国第二方案的议案，即设立一个特别遣返委员会，由捷克斯洛伐克、波兰、瑞典和瑞士的代表组成，或由任何其他四个中立国的代表组成，但安理会成员国的代表不得参加。双方应在议定的非军事区的交换地点按议定的人数将战俘移交给遣返委员会。愿意接受遣返的战俘在该委员会监护下即时返回家园，在停战协定签署期满90天后，仍未遣返的全部战俘应提交给停战协定规定召开的政治会议解决。11月28日，周恩来发表声明，表示赞同苏联会提出的先停战然后解决战俘全部遣返问题的建议，并重申：“战俘全部遣返问题仍然须依照日内瓦公约的原则和国际处理战俘的惯例来解决。这是不可动摇的原则。”对于联大通过的经过修改的印度提案，12月15日新任联大主席皮尔逊收到了周恩来的否定答复。中国断言这是强行扣押战俘的借口，并敦请联大撤销该决议，呼吁恢复板门店谈判，而谈判必须以苏联的建议为基础。（注：彼得·卡尔沃科雷西编著：《国际事务概览（1952）》，上海译文出版社1989年中文版，第440-442,445-446页；中共中央文献研究室编：《周恩来年谱（1949-1976）》上卷，中央文献出版社1997年版，第270、273页。）由于周恩来在声明中没有提及印度提案，致使美国和印度有人认为中苏之间在战俘问题上意见有分歧，中国的拒绝是因为苏联施加压力的结果。（注：美国国务院电报摘要，1952年12月1日、16日。转引自华庆昭著：《从雅尔塔到板门店--美国与中、苏、英：1945-1953》，中国社会科学出版社1992年版，第230页。）从目前中方的档案文献可以看出，毛泽东本人一直是反对自愿遣返战俘的原则的，至于没有提到印度的提案，毛泽东的态度是：印度的提案是“荒谬”的，且已在联合国通过，故对于印度方面一再提出再行商议的要求“无答复必要”。（注：中共中央文献研究室编：《建国以来毛泽东文稿》第三册，中央文献出版社1989年版，第547、624页。）
    此时中国领导人关注的不是解决战俘问题，而是如何应付战争进一步扩大的威胁。11月24日，总参作战部在给国防部长彭德怀的报告中认为，虽然目前美国因选举和季节原故“对朝政策不会有大的变化”，但新总统上台后，有可能在军事上采取某种行动，时间估计在“明年3月下旬解冻以后”。12月4日，志愿军代司令员邓华在给毛泽东的书面报告中也分析说：共和党上台后对朝鲜的政策可能要生硬、急进一些，华尔街用艾森豪威尔表明美国将更积极地准备战争，杜勒斯任国务卿则会推进美国的远东政策，而直接指挥作战的克拉克、范佛里特等人也曾请求增兵，并对侧后登陆很感兴趣。报告对志愿军的状况进行分析后断言，已经“能与敌人进行更持久的斗争了”。对此，毛泽东指示，“应肯定敌以5至7个师在汉川鸭绿江线大举登陆，并在我后（方）空降，时间应准备在春季，也可能更早些，我应十分加强地堡和坑道，部署5个军于这一线，其中要有4个有经验的军。划定防区，坚决阻敌登陆，不可有误。”此时，总参谋部又接到苏联方面的通报：“美军将在1953年2月在朝鲜发动大规模的攻势，准备占领全部北朝鲜，直抵鸭绿江。”通报中还列举了驻日美军总部索要北朝鲜东西海岸地图、联合国军在朝鲜的调动部署和范佛里特要求美国再增派4-5个师来朝的情况。这一情报更增强了中国备战的决心，毛泽东12月9日电令邓华：“应估计敌已决策在汉川至清川江线登陆，并在积极准备中，我方必须火急准备对敌，粉碎其登陆计划。”同日，彭德怀召集会议研究防敌侧后登陆及各项战备工作，并将朝鲜铁路的修建与改善，国内新兵动员，以及辽东、山东两半岛的设防等具体部署报告毛泽东。12月11日毛泽东批准了有关部署，指示“抓紧检查，务必完成任务”。总参谋部随即要求志愿军“提起严重注意，加紧准备打敌在我后方登陆，务必完成任务”，并应“特别注意汉川江、清川江、鸭绿江一线”。（注：军事科学院军事历史研究部著：《抗美援朝战争史》第三卷，军事科学出版社2000年版，第345-348页。《建国以来毛泽东文稿》第三册，第638-639、632、640-641、页。）