上旬，中央軍委決定將第五十軍編入東北邊防軍序列，以加強邊防軍的力量。該軍於10月上旬在吉林西南遼源地區完成集結。
9月20日周恩來致電中國駐朝鮮大使倪誌亮轉金日成：
1、你們的長期作戰思想是正確的。
2、現在的中心任務是：在堅持自力更生、長期奮鬥的總方針下，如何保存主力，便於各個殲滅敵人的問題。敵人如果占領漢城則人民軍後路有被切斷的危險。
3、人民軍主力似宜集結機動，尋敵弱點，分割殲滅敵人。
4、在打法上，建議集中兵力，每一次作戰以少數兵力及火力分路鉗製多數敵人，而以多數兵力，及火力的絕對優勢，圍殲被我分割的少數敵人，例如一個團。
5、在持久戰的原則下，必須充分估計到困難方麵。一切人力、物力、財力的動員和使用，必須處處作長期打算，防止下級發生孤注一擲的情緒。敵人要求速決，害怕持久，而朝鮮人民軍則速決既不可能，唯有以持久戰爭取得勝利。
不久，金日成回電表示同意。
８月下旬，中央決定將第九兵團、第十九兵團分別調至津浦、隴海鐵路沿線，以策應東北邊防軍。
９月上旬，為加強東北邊防軍力量，決定將第五十軍編入邊防軍序列，該軍於10月上旬在吉林西南遼源地區完成集結。
9月30日，周恩來在國慶節大會上作了題為《為鞏固和發展人民的勝利而奮鬥》的報告。
報告中警告美國：
中國人民愛好和平，但是為了保衛和平，也永不害怕反抗侵略戰爭。中國人民決不能容忍外國的侵略，也不能聽任帝國主義者對自己的鄰人肆行侵略而置之不理。
10月1日，金日成和副首相兼外務相樸憲永聯名向毛澤東發出求援信函：
目前戰況是極端嚴重了，各條戰線上敵人在其空軍掩護下，動用大量機械化部隊，我們受到的兵力與物資方麵的損失是非常嚴重的，後方的交通運輸通信及其他設施大量的被破壞。
同時，我們的機動力量更加減弱了。敵人登陸部隊與南部戰線部隊已經連接一起，切斷了我們的南北部隊的聯係。使我們在南部戰線的人民軍處於被敵切斷分割的不利環境裏，得不到武器彈藥，失掉聯係，甚至於有一部分部隊，則已被敵人分散包圍。如果京城，即漢城完全被敵占領，則我估計敵人可能繼續向“三八線”以北地區進攻。如果不能急速改善我們的各種不利條件，則敵人的企圖是很可能會實現的。
隻靠我們自己的力量，是難以克服此危急的。因此，我們不得不請求您給予我們以特別的援助，即在敵人進攻“三八線”以北地區的情況下，極盼中國人民解放軍直接出動援助我軍作戰。
這封信由朝鮮內務相樸一禹於10月3日在北京麵交毛澤東。
10月2日，毛澤東致電斯大林，告之中國政府決定用誌願軍名義派一部分軍隊到朝鮮作戰，並請求蘇聯提供武器裝備援助。
同時，致電高崗和第十三兵團司令員兼政治委員鄧華，請高崗到北京開會，請鄧華提前結束東北邊防軍的準備工作，隨時待命出動。
10月3日，周恩來緊急約見印度駐華大使潘尼迦，請他立即向印度總理尼赫魯報告：
朝鮮問題應該和平解決，而“美國軍隊正企圖越過“三八線”，擴大戰爭。美國軍隊果真如此做的話，我們不能坐視不顧，我們要管。
此事，並請轉告美國和英國政府。尼赫魯於當日寫信給美國國務卿艾奇遜和英國外交大臣貝文，提醒他們注意中國提出的問題，並倡導尋找政治解決辦法。
杜魯門獲悉後，認為中國此言是對聯合國的恫嚇。美國對中國政府的警告仍然置若罔聞，聯合國軍越過三八線，占領朝鮮民主主義人民共和國首都平壤，並向鴨綠江進犯，嚴重威脅中國的安全。
010月4日至5日毛澤東在北京中南海主持召開中共中央政治局會議，討論出兵朝鮮問題。會議決定：
抗美援朝是保家衛國的戰略決策，決定組成中國人民誌願軍，出動到朝鮮境內作戰。
10月6日，周恩來在中央軍委總參謀部居仁堂主持召開高級軍事會議。出席會議的有朱德、彭德懷、林彪、高崗、陳雲及軍委各總部、各軍兵種領導人。
會議傳達黨中央關於出兵朝鮮的決定，研究部署誌願軍出動的各項準備工作。
10月8日，中國人民革命軍事委員會主席毛澤東簽署了組成中國人民誌願軍的命令。全文如下：
彭、高、賀、鄧、洪、解及中國人民誌願軍各級領導同誌們：
1、朝鮮人民解放戰爭，反對美帝國主義及其走狗的進攻，借以保衛朝鮮人民、中國人民及東方各國人民的利益，將東北邊防軍改為中國人民誌願軍，迅即向朝鮮境內出動，協同朝鮮同誌向侵略者作戰並爭取光榮的勝利。
2、人民誌願軍轄十三兵團及所屬之三十八軍、三十九軍、四十軍、四十二軍，及邊防炮兵司令部與所屬之炮兵一師、二師、八師。上述各部需立即準備完畢，待令出動。
3、任命彭德懷同誌為中國人民誌願軍司令員兼政治委員。
4、中國人民誌願軍以東北行政區為總後方基地，所有一切後方工作供應事宜，以及有關援助朝鮮同誌的事務，統由東北軍區司令員兼政治委員高崗同誌高度指揮並負責保證之。