毛澤東主張出兵，理由是：我國重工業多數都在東北，東北的工業半數在南部，都在敵人轟炸威脅的範圍內。兩個月來美軍已侵入東北領空二十次之多，如果打到鴨綠江邊，我們如何安心生產？鴨綠江一千多裏的防線，需要多少部隊去守？而且年複一年，不知它哪一天會打起來，這樣下去怎麼搞建設？
盡管毛澤東對出兵已有思想準備，但是要使一個剛從戰火中獲得新生的人民共和國再次麵臨血與火的考驗，同世界頭號帝國主義美國決一雌雄，下這個決心要有何等的氣魄和膽略！
中美兩國的國力相差懸殊。1950年，美國鋼產量八千七百七十二萬噸，工農業總產值兩千八百億美元。而當年中國的鋼產量隻有六十萬噸，工農業總產值隻有一百億美元。美國還擁有原子彈和世界上最先進的武器裝備，具有最強的軍工生產能力。就連實力雄厚的蘇聯，也不願因為援助朝鮮而冒同美國直接衝突的危險。中國出兵是否會導致同美國直接對峙，美國大舉轟炸中國的重工業基地東北和內地大城市將如何應對？這些都是需要十分慎重考慮的問題，稍有疏忽，將會造成不堪設想的後果。況且，他還要有充分的理由和耐心說服中央決策層的其他成員，當時在出兵的問題上意見不一。這是毛澤東一生中最難作出的決策之一。
10月2日開始，中共中央政治局在半個月內接連舉行多次會議，反複討論出兵朝鮮的問題。當時政治局成員多數認為不宜出兵，林彪更是不同意擔任我軍統帥。有人說，為了拯救一個幾百萬人口的朝鮮，而打爛一個五億人口的中國，有點劃不來。我軍打蔣介石的軍隊是有把握的，但能否打贏美軍很難說。美軍有龐大的陸海空軍，有原子彈，還有雄厚的工業基礎。把它逼急了，放兩顆原子彈或者用飛機狂轟濫炸，夠我們受的。也有人主張，最好不出兵，如果一定要出，也是“出而不戰”，屯兵於朝鮮北部看事態發展，能不打就不打，這是上策。
毛澤東主張出兵，而且要參戰。他認為：我國重工業多數都在東北，東北的工業半數在南部，都在敵人轟炸威脅的範圍內。兩個月來美軍已侵入東北領空二十次之多，如果打到鴨綠江邊，我們如何安心生產？鴨綠江一千多裏的防線，需要多少部隊去守？而且年複一年，不知它哪一天會打起來，這樣下去怎麼搞建設？並不是我們惹火燒身，而是敵人把火燒到了我們的大門口，而且決不會就此罷手。因此，毛澤東說：“參戰利益極大，不參戰損害極大。”
林彪不肯掛帥，毛澤東急調在西北一心一意搞建設的彭德懷到北京開會。彭德懷事先一點兒不知道會議內容，臨上飛機還讓秘書帶全了西北建設的規劃和圖紙。10月4日下午，彭德懷一下飛機就趕來參加中共中央政治局擴大會議。他隻是側耳細聽，沒有發言，會後又到楊尚昆住處了解詳細情況。
會議一開始，毛澤東首先讓大家講講出兵的不利情況。與會者各抒己見。多數人不讚成出兵或者對出兵存有種種疑慮。理由主要是中國剛剛結束戰爭，經濟十分困難，亟待恢複；新解放區的土地改革還沒有進行，土匪、特務還沒有肅清；我軍的武器裝備遠遠落後於美軍，更沒有製空權和製海權；在一些幹部和戰士中間存在著和平厭戰思想；擔心戰爭長期拖下去，我們負擔不起等等。聽到大家的發言後，毛澤東講了這樣一段話：“你們說的都有理由，但是別人處於國家危急時刻，我們站在旁邊看，不論怎樣說，心裏也難過。”
10月5日上午，受毛澤東委托，鄧小平將彭德懷從北京飯店接到中南海毛澤東辦公室。毛彭二人進行了一次情真意切的談話。彭德懷表示擁護毛澤東出兵援朝的決策。當毛澤東把掛帥出兵的重任交給彭德懷的時候，彭德懷說：“我服從中央的決定。”毛澤東略帶感慨地說：“這我就放心了。現在美軍已分路向三八線冒進，我們要盡快出兵，爭取主動。今天下午政治局繼續開會，請你擺擺你的看法。”
下午的政治局擴大會議上，在別人發言之後，彭德懷講述了自己的觀點。他說：“出兵援朝是必要的，打爛了，最多我們再回到山溝裏去，隻當解放戰爭晚勝利幾年。如果讓美軍擺在鴨綠江和台灣，它要發動侵略戰爭，隨時可以找到借口。如讓美軍占領了整個朝鮮，將來的問題更複雜，所以遲打不如早打。”
毛澤東高興地告訴彭德懷：“給你十天作準備，出兵時間初步定在10月15日。”
初戰必勝。有一段時間，毛澤東半個多月沒有下床，就在床上工作、吃飯，睡眠極少。他每天批閱大量材料，有來自前方的電報，有來自各方麵的情報，一個接著一個，這些電報和材料都以最快的速度送到毛澤東手裏。
1950年10月19日晚上，中國人民誌願軍四個軍和三個炮兵師共二十六萬人，雄赳赳，氣昂昂，從安東、長甸、河口、輯安跨過鴨綠江，秘密進入朝鮮境內。從中國人民誌願軍渡江那一天起，毛澤東的全副精力都集中到朝鮮戰場上了。
當時美軍在朝鮮共有十五個師四十二萬人，第一線有十三餘萬人。麥克阿瑟坐飛機巡視中朝邊境，由於我們隱蔽得好，他在茫茫雪野中沒有發現一兵一卒。於是他命令美偽軍不顧一切地向鴨綠江挺進，說跑到鴨綠江就是勝利，並表示可以在感恩節前結束朝鮮戰爭。
還在誌願軍出兵前夕，毛澤東和彭德懷等研究敵情後商定：利用敵人東西對進的時機，誌願軍在平壤、元山鐵路線以北，德川、寧遠公路線以南地區，構築兩道至三道防禦陣線。如果敵軍來攻，則在陣地前麵分割殲滅之；如果平壤美軍、元山南朝鮮軍兩路來攻，則打孤立較薄弱之一路。在六個月內，如敵人固守平壤、元山不出，則我軍也不打平壤、元山。在我軍裝備訓練完畢，空中和地上均對敵人具有壓倒的優勢條件之後，再去攻平壤、元山等處。這就是說，六個月以後再談攻擊的問題。
然而，誌願軍渡江後，情況發生了很大變化，完全不像原來設想的那個樣子。麥克阿瑟改變了東西對進的計劃。美軍和南朝鮮軍分為東西兩路，大舉北進，速度甚快，直向中朝邊境逼近。彭德懷進入朝鮮境內後，脫離部隊急行軍，隻帶了一個參謀、一個警衛員、兩個司機，去見金日成。20日上午八時，在位於東倉和北鎮之間山溝內的小村莊大洞，他見到了金日成。金日成說美軍還在德川附近，距離這裏還有一二百裏。但後來發現，美軍當時已經到達了大洞東北方向的檜木洞，已經繞到了彭德懷、金日成的後邊。彭德懷、金日成當時一旦被美軍發現，極有可能成為俘虜，並且完全與後方失去聯係，連一封電報也發不出去。美軍行進如此之快，原定的阻敵方案已不適用了。
21日下午，我誌願軍電台車終於趕到大洞，彭德懷可以給毛澤東拍發電報取得聯係了。根據敵情的變化，毛澤東迅速改變作戰部署。10月21日淩晨二時三十分，他致電彭德懷等，正式下達第一次戰役的部署。毛澤東看出麥克阿瑟在戰略判斷上犯了一個大錯誤，即“美偽均未料到我誌願軍會參戰，故敢於分散為東西兩路，放膽前進”。他斷定，“此次是殲滅偽軍三幾個師爭取出國第一個勝仗，開始轉變朝鮮戰局的極好機會”。過了一個小時，毛澤東又電告鄧華等：“現在是爭取戰機問題，是在幾天之內完成戰役部署以便幾天之後開始作戰的問題，而不是先有一個時期部署防禦然後再談攻擊的問題。”
初戰必勝。這對出國作戰的誌願軍來說尤其重要。出手第一仗能不能打勝，將決定誌願軍入朝後能不能站得住腳。在那些日子裏，毛澤東過著十分緊張的生活。據他的機要秘書回憶：有一段時間，毛澤東半個多月沒有下床，就在床上工作、吃飯，睡眠極少。他每天批閱大量材料，有來自前方的電報，有來自各方麵的情報，一個接著一個，這些電報和材料都以最快的速度送到毛澤東手裏。戰場上的情況瞬息萬變，毛澤東要根據各方麵的情況加以分析，很快作出決斷，指導前方作戰。
毛澤東在指導第一次戰役部署中，對於如何打開朝鮮戰局，指導方針逐步考慮成熟。他在10月23日複彭德懷的電報中指出：朝鮮戰局，就軍事方麵來說，決定於三點。第一，目前正在部署的戰役，是否能利用敵人完全沒有料到的突然性，全殲兩個、三個甚至四個偽軍師。此戰如果是一個大勝仗，則敵人將被迫作重新部署，立即處於被動地位；如果這次突然性的作戰勝利不大，使我不得不於陣前撤退，則形勢將改為於敵有利。第二，敵人飛機殺傷我之人員、妨礙我之活動究竟有多大。如果我能利用夜間行軍作戰做到很熟練的程度，則我軍可以繼續進行野戰及打許多孤立據點，如此便有迫使美國和我進行外交談判之可能；如果敵人飛機對我的傷亡和妨礙大得使我無法進行有利的作戰，則在我飛機條件尚未具備的半年至一年內，我軍將處於很困難的地位。第三，如果美國再調五個至十個師來朝鮮，而在這以前我軍又未能在運動戰中及打孤立據點的作戰中殲滅幾個美軍師及幾個偽軍師，則形勢也將於我不利；如果相反，則於我有利。以上這幾點，均可於此次戰役及爾後幾個月內獲得經驗和證明。總之，我們應在穩當可靠的基礎上爭取一切可能的勝利。