經過1953年夏季反擊作戰，敵人的處境更加不利。他們不得不向中、朝方麵做出實施停戰協議的保證。
6月29日，侵朝美軍總司令克拉克給金日成首相和彭德懷司令員複信表示，今後“保證停戰條款將被遵守”。7月13日到7月19日，美方首席談判代表哈裏遜做出保證：“‘聯合國軍’包括南朝鮮的軍隊在內準備實施停戰條款。”“南朝鮮進行任何破壞停戰的行為時，‘聯合國軍’將不予以支持。”中朝方麵鑒於美方已向我做出了保證，盡管這時我軍還可乘勝取得更大的勝利，但為了世界和平，仍然同意了美方盡快簽字的要求。
1953年7月24日，雙方談判代表確定了最後的軍事分界線。經過夏季作戰，誌願軍和人民軍陣地共向前推進了332.6平方公裏。
停戰簽字的日子終於臨近了。在一個陰雨連綿的下午，彭德懷乘吉普車離開檜倉，於午夜時分到達鬆嶽山下開城的“來鳳莊”——中朝談判代表團的駐地。這裏同沿途各地相比，又是另一個世界。雖然遠處的炮聲清晰可聞，敵機掠空轟鳴而過，地麵卻是燈火通明，房舍整齊，道路平坦，綠樹成行，一派寧靜安謐的景象。
彭德懷住在一個青磚瓦房的小院裏，第二天和談判代表團負責人李克農等仔細分析情況後，研究了停戰後的各種對策。他沒有隻慶幸停戰的實現，他的注意力仍集中於簽字的實際效果和停戰的穩定性，以及簽字以後可能出現的問題和相應的對策。
7月27日，是正式簽字的日子。簽字的儀式與彭德懷離京時的設想不同。在北京準備的方案，是雙方司令官都親臨板門店，同時在談判桌的兩端簽字。但後來雙方協商，改為先由雙方首席談判代表在板門店簽字，然後再將協議文本分別送到各方司令官駐地，分別簽字。這種改變，原因很多，考慮雙方司令官的安全是原因之一。
彭德懷準備離京的時候，細心的周恩來為保障彭德懷赴板門店簽字的安全花費了不少精力，還親自指示公安部挑選了4名身強力壯、經驗豐富的局、處級幹部擔任現場保衛。周恩來考慮，曆來停戰多半是一方完全勝利，一方徹底失敗，所謂簽字，不過是履行投降與受降手續，而朝鮮的這次停戰簽字，雙方都並非以失敗者出現在會場上，誰能知道在這種情況下會發生什麼事情。
27日上午10時，雙方談判首席代表——中朝方麵是南日大將，美方是哈裏遜中將，在板門店寬敞的會談大廳裏，簽署了《朝鮮停戰協定》和《關於停戰協定的臨時補充協議》兩個文件。在板門店簽字的雖然不是雙方的司令官，但是簽字的法定正式時間是從這時算起。板門店簽字完畢，根據停戰協定中“簽字以後12小時正式生效”的條款，到27日晚10時，雙方必須停止一切進攻和射擊。
朝鮮停戰協定簽字的當天，金日成司令官和彭德懷司令員向朝鮮人民軍和中國人民誌願軍發布了停戰命令，命令自1953年7月27日晚10時起，即從停戰協定簽字後的12個小時起，全線完全停火。停戰協定生效72小時內，全線一律自雙方已宣布的軍事分界線後撤2公裏，並一律不準再進入非軍事區一步。要求全軍保持高度警惕，堅守陣地，防止來自對方的任何侵襲和破壞活動。“聯合國軍”總司令克拉克卻在對其所屬人員發表的文告中說：協定簽字並不意味著立即或早日從朝鮮撤退。衝突還沒有結束，要保持他們的實力。李承晚則發表聲明：“我反對簽訂停戰協定。”