然而，正在取得胜利的美国政府和军队，完全没有放在心上，没有对局势进行准确的分析和判断，导致朝鲜战争进一步升级。
中央政治局扩大会议从10月4日下午到5日全天，接连开了3次。
10月4日下午，会议气氛异常沉重。对于出兵一事，赞同者寥寥，反对的声音却相对较多。
10月5日下午，继续召开会议，大将军立场如下：
“出兵援朝是必要的，打烂了，最多就等于解放战争晚胜利几年。可是，如让美军摆在鸭绿江岸和宝岛，它要发动侵略战争，随时都可以找到借口。
如让美国占领了朝鲜半岛，将来的问题更复杂，所以迟打不如早打，打完了再建设。就算我们打败了，顶多也就是解放战争推迟了几年。中国有的是山，咱们上山再接着打。?”
紧接着，表示愿领兵前往朝鲜作战。
与会者慨然。
聂荣臻后来回忆道：“大将军在会上的坚定态度，给我留下了深刻的印象。”
伟人说：“得贤将者，兵强国昌，千军易得，一将难求。”
在得知中国决定出兵抗美援朝后，金日成随即放弃了撤往东北沈阳的计划，改把鸭绿江南岸朝鲜一侧的江界，作为战时首都。
根据中朝双方协议，中国政府仍然允许朝鲜将被打残的部队，送往东北进行整编和训练。
朝鲜人民军的第67、68、69师及特种部队共人，集中在湾沟地区；第32、75师及特种部队人，集中在和龙地区；计划在1950年11月5日前，再在延吉地区集结3个师及人的特种部队。
此外，朝鲜人民军的步兵学校和政治学校撤到了通化，坦克训练团撤到了汪清，航空学校则撤到了延吉。为领导这些共十几万官兵的训练，北朝鲜政府专门成立了由民族保卫相崔庸健负责的指挥部，并设立了三个军级指挥所。
由于以美国为首的西方国家，对新中国实施封锁政策，新中国难以通过外交途径与这些国家直接沟通。鉴于印度总理尼赫鲁，与中国一直保持着友好和密切的关系，并且他个人坚持不结盟的中立立场，同时也与美英两国有较多联系，因此中国选择印度，作为与西方沟通的第三国。
10月6日上午，召开军委会议，讨论了入朝作战方案、更换武器装备、后勤保障以及指挥所组建等问题。在出国前后的宣传报道方面，方针如下：
“在战斗打响之前，应绝对保密。打响之后，新华社在报导和广播方面也应注意分寸。要设法转移敌人的视线，使其产生判断上的错觉，以便我军各路部队迅速隐蔽过江，取得战斗的主动权，力争初战的胜利，以提高士气，稳定人心，扭转被动局面。”
10月7日，联合国召开大会，通过了美国提案：
首先，联合国应采取适当的措施，以确保整个朝鲜的稳定；
其次，在联合国的指导下，使用一切必要手段，促使朝鲜建立一个统一的民主政府。
实际上，这项决议的真实意图是为美军越过三八线提供法理依据。
10月8日，美军跨越了三八线。
中央发布《关于组成中国人民志愿军的命令》：
将东北边防军改为中国人民志愿军，迅即向朝鲜境内出动，协同朝鲜同志向侵略者作战，并争取光荣的胜利。
任命彭德怀为中国人民志愿军司令员兼政治委员，命令人民解放军第13兵团所辖4个野战军、3个炮兵师立即整装待发，编入中国人民志愿军。
志愿军以东北行政区为总后方，由东北军政主席高岗负责调配志愿军的后勤补给物资。
当晚，中央派遣总理等人前往苏联，旨在询问苏联对中国出兵的态度，并请求苏联提供武器和空军支援。
10月9日，总理阐述了中共中央政治局会议讨论朝鲜局势和是否出兵援朝的问题，说明了中国的实际困难，提出只要苏联同意出动空军给予空中掩护，中国就可以出兵援朝。
同时要求苏联援助中国参加抗美援朝所需的军事装备，并向中国提供各种类型的武器与弹药，以及提供陆军轻武器的制造图纸，供中国仿造。
当日，战火已蔓延至中朝边境，朝鲜边境城市新义州，在炮火中化为一片火海。
由于当时志愿军空军力量有限，难以承担战争中的空中掩护和防卫任务。在美国空军掌握制空权，严重威胁中朝军队后方保障和交通线的情况下，苏联空军的支援显得尤为关键。
谁知，这个节骨眼上，美国一架轰炸机，误炸了哈巴罗夫斯克附近的苏联军用机场，苏美双方都担心引发冲突。10月12日，苏联外交部长莫洛托夫告知，苏联空军尚未做好准备，苏联派遣空军可能会遇到困难。
13日，就苏联反应，召开中央政治局会议，讨论出兵援朝问题。与会者一致认为，就算没有空军支援，在美军越过三八线大举北进的情况下，我们仍应出兵援朝不变。
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