10月5日下午，中央政治局繼續在頤年堂開會，對是否出兵援朝問題再次進行討論。在發言中，仍有兩種觀點，即強調國內困難很多，主張不出兵或暫不出兵，彭德懷對出兵援朝問題早已經過反複考慮，遂胸有成竹地講了自己的觀點，即：出兵援朝是必要的，打爛了，最多等於解放戰爭晚勝利幾年就是了。如讓美軍進占鴨綠江岸和台灣，它要發動侵略戰爭，隨時都可以找到借口。如等美國占領了朝鮮半島，將來的問題更複雜，所以遲打不如早打，這樣對國內外的反動氣焰和親美派也是個沉重打擊。在彭德懷發言後，毛澤東顯然心中早已有數，他向會場環視一周後，用手敲打著桌麵說：“我們國內當前存在著一些困難，這是事實。但我認為今天老彭的發言是一針見血很有說服力。現在是美國人逼著我們打這一仗的，猶豫退縮、擔心害怕都沒有用，這些心理和情緒正是敵人所希望的。現在我們隻有一條路，就是在敵人進占平壤之前，不管冒多大的風險，有多大困難，必須立刻出兵朝鮮。關於由誰掛帥的問題，既然林彪說他有病已前往蘇聯養病，我提議由彭德懷同誌率誌願軍入朝，協助朝鮮人民軍抗擊敵人。至於誌願軍入朝具體部署和細節，會後我們再和彭德懷同誌研究。”在毛澤東發言之後，會場上嚴肅緊張的氣氛頓時呈現活躍，大家都以尊敬的目光麵對彭德懷，一致同意由彭德懷掛帥率軍援助朝鮮民主主義人民共和國。對此，彭德懷沒強調任何困難，立即站起來表示：“我還是那句老話，服從中央的決定。”
10月5日下午的政治局會議結束後，毛澤東主席因考慮須馬上和彭德懷、高崗一起研究入朝的作戰方案，遂留下彭、高以及周恩來共進晚餐。飯後，毛澤東說：“現在朝鮮情況已十分危急，我們必須馬上出兵，否則將貽誤戰機。你和高崗8日先到沈陽去召開東北邊防軍高幹會議，迅速傳達中央政治局的決定，督促部隊立即做好入朝準備。同時我把黨中央出兵援朝的決定通知金日成。關於部隊入朝的時間，給你10天作準備，初步預定10月15日。關於部隊更換蘇聯裝備和空軍支援問題，恩來同誌即刻去莫斯科與斯大林同誌商談，盡快解決。”彭德懷雖然感到時間太緊張，但仍表示：“主席，你放心，那我就1天按10天甚至20天的工作量來幹。”毛澤東聽後很高興地說：“抗美援朝我是積極分子，你100%支持我，看來這一仗是非打不可。將來全國人民都要積極支援抗美援朝戰爭。為了使你到朝鮮後工作上的方便，你先把岸英帶去，他既會俄文，又懂點英文。我讓他去的目的，為的是在你身邊有個可靠的翻譯，將來與蘇聯方麵聯係比較保密，讓他擔任翻譯工作，另一方麵也讓他作為第一批誌願軍戰士，在戰爭中去鍛煉，這也叫做送子從軍吧！”彭德懷聽後感到有點突然，開始他默不作聲，後來他婉言勸阻說：“你讓岸英跟我到朝鮮前線去，我懂得你的意思，你是想給全黨帶個頭。但是自開慧同誌犧牲後，岸英從小受苦，到處流浪，後來又送到蘇聯學習很長時間，他已長期不在你身邊生活，你們難得團聚在一起，我看還是別讓岸英跟我去，就留在主席身邊照料吧！”彭德懷雖然一再表示不同意，但最後毛澤東仍堅持讓岸英隨彭一起入朝。關於毛岸英隨彭德懷入朝的經過，當時的代總參謀長聶榮臻元帥是這樣回憶的：“彭總入朝時，為了和駐朝鮮的蘇聯顧問取得聯係，確定帶一名俄文翻譯。原先確定從延安時期就擔任中央領導俄文翻譯的張伯衡同誌，但當時張已擔任軍委外文處處長。由於大批蘇聯顧問來到北京，張伯衡工作很忙，難以離開。後又挑選了一名年輕的新翻譯，可是軍委作戰部部長李濤同誌提出，入朝作戰非常機密，應選一名經過政治考驗和可靠的翻譯。當時時間很緊，我立即向毛主席請示怎麼辦。主席立刻就說：那就讓岸英去吧，我通知他。這樣，毛岸英就隨彭總一起入朝了。”
關於誌願軍入朝作戰初期的物資供應，毛澤東當麵指示高崗應首先依靠東北地區的供應，然後全國都要支援。
10月6日淩晨1時左右，彭德懷回到了北京飯店，他躺在沙發上燃起一支香煙，獨自一個沉思默想了一會兒，然後叫來張秘書要他盡快派人將帶來的西北三年文教事業發展規劃送至科學院郭沫若同誌處，最後他又對張秘書說：“你天亮後給我的侄兒侄女所在學校打個電話，讓他們請兩天假到我這兒來玩玩，我想看看他們。”