李克農先分析談判形勢，他說，這次談判我們準備提出三條原則：停火休戰，雙方撤離三八線以建立非軍事區，外國軍隊撤出朝鮮全境。關於前兩點，雙方的意見有距離但不大，第三點分歧大一點，但也是可以討論的，所以達成協議的可能性是存在的。
接著，李克農談了四點意見。他明確地說：“我們是為和平而來的，首先要把這個主張打出去使它產生一種力量，也就是政策的威力。”其次，安全問題要慎之又慎。第三，談判是打“文仗”而不是“武仗”，對外表態要慎重。李克農諄諄告誡大家：“對我們的同誌，我不擔心哪位同誌在談判中喪失立場，擔心的是多數同誌年輕氣盛，經不起人家的挑逗而衝動。同美國人打交道多數同誌沒有經驗，所以參加會議的同誌要觀察會場上每個細節，察言觀色，爭取較快地摸透對方的脾氣。”第四點意見是談判離不開對戰場情況的了解。
會議開到深夜。
幾天來，李克農幾乎沒有片刻休息，他需要利用一切時間盡快熟悉自己班子裏中朝雙方的每位同誌，集體布置工作，個別找人談話，忙得哮喘病又犯了，隻好靠藥物控製。
朝鮮半島上，8月底9月初氣候變化無常，早上和晚上天氣很涼。代表團中方成員原先都以為談判一兩個月就可以結束，沒帶禦寒的棉衣，有人甚至連毛衣都沒有帶。李克農特地給東北軍區發了電報，請他們給談判人員製作冬裝，做好後送來。
進入了初冬，氣溫驟降。11月20日，李克農在“小別墅”會議室裏召開中朝代表團小型會議時，哮喘病又犯了，講一陣咳嗽一陣，坐在他旁邊的邊章五給他泡了一杯熱茶。
李克農的身體一直不好。不久前的一個夜晚，他犯心髒病，倒在地上，這時代表團已經有了醫生，他們有經驗，沒有挪動，隻往他嘴裏放了一片擴張血管的急救藥，讓他熟睡了1個多小時，算是緩解了過來。
關於他的病情，雖然他反對向中央報告，中國代表團還是發電報報告了周恩來。經中央決定，外交部副部長伍修權日夜兼程趕到開城，以替換李克農。
李克農坐在朝鮮式的土炕上，視力微弱，眼睛幾乎要貼在炕桌上麵看東西。一會兒要仰天躺一會兒，大口大口喘氣，長時間的伏案，胸口擠壓得很難受，心髒跳動時急時緩，好像快要停止跳動了。兩隻手也開始發抖，手中的筆幾次從炕沿上滑落下來。朝鮮的地炕悶熱幹燥，很不適合像他這樣的嚴重哮喘病人，隔一會兒，他就拉開門走出去，站在寒冷的夜空下，透幾口新鮮空氣，回來再把一把把藥片塞進嘴裏，端起白開水杯子，喝口水咽下去。
伍修權看到老戰友的狀況，心中十分痛惜。他直率地對李克農說：“你的身體不好，中央讓我來替換你。”
李克農喘了一口氣，靜靜地閉了一會兒眼睛，一字一頓地回答：“臨陣不換將！”他接著說，感謝中央的關心，我現在身體不太好，但是熟悉談判工作的全部情況，已經摸透了各方麵的規律，如果現在中途換人，一切又得從頭做起，對整個工作不利，因此建議在我尚能支持的情況下，不馬上換人。
於是，李克農、伍修權共同擬定了給中央的請示電報。中央很快複電，同意仍由李克農主持談判工作，並讓伍修權繼續留在朝鮮，一方麵深入了解談判進行情況，一方麵繼續觀察李克農的健康狀況。
30多年後，伍修權回憶往事，心中仍十分感動。伍修權曾和喬冠華共過事，兩人鬧過一些不愉快的事。喬冠華很有才幹，但是太驕傲，做他的領導不容易。伍修權說：“我和喬冠華之間的矛盾，李克農心中有數，他不怕我有什麼想法，講‘臨陣不換將’，解決了這個問題。他完全有辦法領導好老喬，讓我留下來就有困難，我決定觀察一段時間，等克農病情有好轉，又向中央打了報告，李克農可以繼續工作了，我便返回北京。”
李克農不但在對外談判中施展出卓越的策劃才能，在協調內部關係上也得心應手。喬冠華號稱“外交部第一號大才子”，張口妙語連珠，行文洋洋灑灑，但高傲自負，不拘陳規，但他從不當著別人的麵指責喬冠華，也製止部下議論他的長短。他認為，一個人有其長必有其短，而缺點往往正是優點造成的。總的來說，兩人在整個談判期間配合默契，都為談判的成功盡了力。
朝中方麵首席代表南日將軍年輕氣盛，自恃曾留學蘇聯，上過軍事院校，開始有些看不起中國老農民的土樣。7月份談判伊始，南日和喬冠華便發生了一些爭執。李克農得知情況後，分別找喬冠華、南日談心。經過李克農神奇般的說服工作後，這兩位驕矜而多才的人不久便握手言歡。
1952年談判中斷，板門店會場冷冷清清。有一天，喬冠華夫人、外交部新聞司司長龔澎作為信使來了。大家覺得很奇怪，派這麼高級別的人來當信使，這還是破天荒的事。李克農把大家招呼到一邊，指指正有說有笑的喬冠華、龔澎夫婦，說：“你們看到了吧，周總理人家怎麼做工作，做得這麼細，咱們都學著點兒。”
李克農拍電報，請解方、柴成文的夫人來板門店探親，不能前來的也千方百計捎信帶話。這個做法深得人心。家人的到來，使冷清的駐地變得熱鬧而有生氣，大夥在一塊開玩笑：“胡公就是胡公，我們學不來，咱們也學不來峽公，連夫婦的私生活也想到了。”（胡公指周恩來，峽公即李克農）
4.傳達毛、周指示
大部分談判都是在戰爭結束後進行的。朝鮮談判則不同，它是在雙方軍事僵持的情況下，采取邊打邊談的軍事與外交相結合的方式，最後達成停火協議，結束戰爭的。
1951年7月10日，朝鮮停戰談判在開城來鳳莊拉開帷幕。從那時起，直到1953年7月27日停戰協定在板門店簽字，在長達兩年零十幾天的談判馬拉鬆中，兩易會場，五次中斷，共開58次雙方代表團會議，733次各種小會，為曆史所罕見。
朝中談判代表團分前方、中間站和後方指揮三線。前方第一線是直接出麵的朝鮮人民軍代表南日、李相朝、張平山（後由鄭鬥煥接任）和中國人民誌願軍代表鄧華（後由邊章五接任）、解方等。在第二線中間站工作的有喬冠華和柴成文。喬冠華負責傳達和貫徹上麵的指示，對談判工作提出具體方案，為談判代表擬寫發言提綱。聯絡官柴成文則在別人不便離開時負責來往傳遞消息。第三線便是李克農，坐鎮幕後，負責與國內聯係並與朝鮮同誌協商，掌握談判工作的方針大計和全部進程。按照中朝兩黨中央協議，朝鮮停戰談判由李克農主持，喬冠華協助，因為他們二人對外不露麵，出於安全保密的考慮，按照中國習慣給代表團、李克農和喬冠華規定了代號，稱代表團“工作隊”，稱李克農“李隊長”，稱喬冠華“喬指導員”。李克農還任誌願軍代表團黨委書記。
在這兩年，李克農的責任範圍之廣，性質之複雜，日常麵臨問題的困難與重要，都非常人所能想象。每天的工作如此繁重，而他身體又如此之差，卻能以驚人的毅力支撐談判班子，確實很不簡單。他常常是一邊開會，一邊大把大把地吃藥片，和談判班子一起商討對策，處理文電，組織實習，草擬電報、文件和發言稿，反複字斟句酌，對擬議中的每種方案都要仔細研究，分析比較，才能最後決定取舍。那些日子，由李克農主持的集體會議一般是在晚上10點鍾召開，先由第一、二線的同誌彙報當天的談判情況，然後大家一起研究出現的新問題。李克農歸納後，就談判中的全局性問題再作闡述，討論出具體方針策略，形成文字上報中共中央、金日成首相和彭德懷司令員。每天開會至淩晨，便有電報發回國內。國內由周恩來直接掌握談判的進程，對每天接到來自談判代表團的請示彙報，經周恩來考慮後，再馬上同毛澤東及其他領導人研究，一般在當夜就能作出決定複電開城，對下一步談判提出要求和指示。電報一般是在天亮時收到，李克農收閱後，立即向各有關方麵傳達和布置，與朝鮮同誌聯係，向誌願軍總部通報。他又根據國內指示和各方麵的意見，提出新的方案，由二線的喬冠華等加以具體貫徹，最後交給第一線的談判代表去執行。