麦克阿瑟实施仁川登陆后，朝鲜战争局势发生惊天逆转，朝鲜人民军兵败如山倒，以美国为首的“联合国军”对北朝鲜步步紧逼，战火逐渐烧到了中朝边境的鸭绿江边，1950年9月30日，周恩来总理代表中国人民向美国发出严正抗议：“中国人民决不能容忍外国侵略，也不能听任帝国主义者对自己的邻人肆行侵略而置之不理。”然而周恩来总理的这份声明并没有引起美国的足够重视，因为他们始终不会相信刚刚成立的新中国会出兵朝鲜，向世界上最强大的军事力量发起挑战。
1950年10月1日，周恩来总理通过印度大使潘尼迦向西方转达了中国最后的警告：“美国正企图越过三八线，扩大战争。美国军队果真如此做的话，我们不能坐视不管，我们要管！”周恩来总理向西方发出的这条信息实际上就是告诉侵略者们，中国的外交努力已经到尽头了，如果仍然一意孤行，那只有在战场上一较高下了。麦克阿瑟对此不屑一顾，更是向记者轻蔑地说道：“我认为周恩来的声明更多的意义在于实现一种政治恫吓。中共没有发动战争的能力，他们不具备相应的工业实力，没有什么能够阻止联合国军跨越三八线。”
1950年10月2日，中共中央一封回复斯大林的电报表明了中国出兵朝鲜决策的正式制定，其内容如下：
我们决定用志愿军的名义派一部分军队至朝鲜境内和美国及其走狗李承晚的军队作战，援助朝鲜同志。我们认为这样做是必要的。因为如果让整个朝鲜被敌人占去了，朝鲜革命力量受到根本失败，则美国侵略者将更为猖獗，于整个东方是不利的。
这封电报充分体现出了中国人民要在朝鲜与美国人一决雌雄的无畏气概。苏联一位军事将领曾感慨万分地说道：“决策的过程是一个极为艰难和痛苦的过程。”毛泽东主席也是在经过这种艰难和痛苦后才最终决定正式出兵朝鲜。
1950年10月8日，中国人民革命军事委员会主席毛泽东发布命令：将东北边防军改为中国人民志愿军，由彭德怀为志愿军司令员兼政治委员，待命出征。1950年10月19日，中国人民志愿军在司令员彭德怀率领下，跨过鸭绿江，开赴朝鲜战场。首批入朝的部队为中国人民志愿军第38、第39、第40、第42军（以后又增调了第50、第66军）和炮兵第1、第2、第8师以及一个高射炮团、两个工兵团共计25万余人分别从安东、长甸河口（今上河口）和辑安等地，先后跨过鸭绿江，进入朝鲜北部地区。10月25日，志愿军打响了出兵朝鲜后的第一枪。
随着志愿军的正式参战，已经被逼到山区打游击的金正日终于可以松了一口气，如果志愿军再晚一段时间入朝，那么北朝鲜或许再也没有其立身之地。被打得支离破碎的朝鲜人民军也终于可以有时间来休整舔舐伤口了。
有了志愿军在前方浴血奋战，朝鲜人民军的元气也在慢慢恢复，由于中朝两军分属不同指挥系统，所以在相互配合作战中往往会出现种种问题，中朝联军统一指挥问题急需得到解决。
金日成认为志愿军远道而来，不能反客为主，自己才应当是中朝联军的最高领导者，只有在他的统一指挥下才能名正言顺。于是金正日通过朴一禹向中国人民志愿军表达了他的态度，这怎么可能呢！彭德怀听后断然拒绝，这个提议根本不予考虑。彭德怀的态度也代表了当时中国政府的态度。
朝鲜人民军的结局不禁让人怀疑金正日的军事指挥能力，不可否认，朝鲜人民军在其指挥下在战争初期是取得了巨大胜利，险些将联合国军赶下大海，但是其孤注一掷的赌博式冒险进攻险些将人民军全部葬送，麦克阿瑟依靠强大的海军，不费吹灰之力就取得了仁川登陆的胜利，朝鲜人民军后路被断，导致全线溃败，战争初期的十几万精锐部队到最后仅有三万残兵败将突出重围返回北方。
朝鲜人民军是在苏联扶持下建立起来的，因此无论是武器装备还是作战战术都与苏军如出一辙，大规模装甲战应用的炉火纯青，朝鲜人民军装备的350辆T-34在战争初期可谓是出尽了风头，这也是敌人节节败退的一个重要原因。中国人民志愿军与人民军完全不同，因为志愿军的武器装备远远不能与人民军相比，火力与敌人存在很大差距，唯一的优势就是长达几十年的征战所积累下的宝贵作战经验，迂回穿插战术屡试不爽。苏军将领的那一套用在志愿军身上根本不适用。所以即使金正日得到志愿军指挥权也很难取胜。
中国人民志愿军总司令原打算由于林彪担任，但他一直对出兵朝鲜持反对态度，所以彭德怀临危受命，由毛主席钦点挂帅出征。论在解放军中的影响力，彭德怀一点也不比林彪差，当彭德怀挂帅出征的消息传出后，整个十三兵团司令部一片沸腾。洪学智更是欣喜地说道：“彭老总来当志愿军司令，这可太好了，有咱们解放军副总司令指挥，那还不把美国人打得稀里哗啦。”邓华更是发自内心的高兴，他兴奋地握住彭德怀的手说道：“欢迎老总，有老总统帅我们的仗就更好打了。”
中国军队的大多数将领与彭德怀都有过隶属关系，他们都曾在彭德怀麾下南征北伐、东征西讨，彭德怀的暴脾气在解放军中是出了名的，但是他们仍旧拍着双手欢迎彭德怀的到来，只因为他们对彭德怀的军事指挥能力和人格魅力高度认可，他们就认准了彭德怀的统帅，对他的命令将会无条件执行，如果将他们突然划归朝方指挥必然会引起志愿军中不小的骚乱，对整个朝鲜战争局势也都是极为不利的。或许金日成也是意识到了这一点，也没有再坚持中朝联军的指挥权问题。
但是随着战争局势的发展，中朝联军的统一指挥问题必须要得到解决了，因为在战场上由于中朝两军沟通不畅，多次出现人民军误击志愿军的事件发生。在第一次战役中，志愿军正在对博川的美军第24师发起猛烈攻击时，却被奉命向顺川挺进的人民军坦克部队误认为是敌军，并向志愿军开炮，这也直接导致了美第24师的逃脱。第二次战役时，宋时轮第九兵团26军也在江界附近遭到过人民军的攻击。血的教训是一定要吸取的，否则还会造成更大的灾难。
关于在战场上谁指挥谁的问题是一个敏感的话题，毕竟是两国军队联合作战，谁都想拥有联军的主导权。毛泽东、周恩来、彭德怀在一起反复商讨交换意见后决定，最好还是由斯大林出面协调比较好，于是周恩来总理主持起草了一份毛泽东致斯大林电，提议由中、苏、朝各出一人组成党的三人小组，由三方联合指挥。斯大林早就对中国军队的高超战略战术深感钦佩，所以他并没有同意中方的提议，而是在复电中表示赞同中朝两军统一指挥，并提出由中国指挥员负主责的意见，对此金日成也并无异议。于是在12月4日，第二次战役即将取胜之时，“联司”成立了。
彭德怀任司令兼政委，邓华和朝方将领金雄担任副司令，朴一禹为副政委，金雄奔赴东线组织金雄指挥部，指挥东线人民军二、三、五共三个军团，朴一禹则驻志司负责中朝两军的联络，就这样一个既能确保指挥统一，又能兼顾中、朝两军不同特点的富有东方色彩的统帅机构正式诞生了。
中朝联军指挥权问题幸好得到了解决，否则的话志愿军或许又会重蹈人民军覆辙。1950年12月31日，志愿军将士们顶着凛冽的寒风发起了入朝后的第三次战役，战至1951年1月4日，中国人民志愿军第39军率先攻占汉城，最远的部队甚至已经打到了三七线附近，如此辉煌的战绩令所有人都感到振奋，然而彭德怀却一点也高兴不起来，因为他看出了其中的猫腻，志愿军看似大胜的背后实则暗藏着巨大的危机。
首先志愿军的后勤补给线由一百多公里被迅速拉长到五六百公里，这令志愿军本来就很脆弱的补给线几乎陷于崩溃状态，经过连续高强度作战的作战，志愿军将士们早就人困马乏疲惫不堪了，他们急需得到休整，否则根本无力再发起新的攻势作战。虽然在第三次战役中志愿军伤亡并不算大，但是美军损失同样也是微乎其微，美军这位新上任的第八集团军总司令李奇微的确不简单，美军并非是溃逃，而是在有计划地向后撤退。一个巨大的包围圈正在前方等着志愿军。
1951年1月8日，彭德怀下令，中朝军队在三七线附近停止推进，全部转入防御，在经过九天九夜的血战后，志愿军向南推进了100多公里，抗美援朝第三次战役胜利结束。然而对于彭德怀停止前进的命令却招来各方的不解和责难。朝鲜最高领袖金日成竟然亲自找到彭德怀，要求他继续进攻，1月11日，彭、金一场极具火药味的会谈开始了。金日成要求：“最好在半个月内，志愿军有三个军向南进攻，其余休整一个月再南进。”这个要求令彭德怀相当恼火，他直接回复金日成：“所有的志愿军需要休整2个月，在此之前一个师也不能南进。如果你们认为我这个中朝联军总司令不称职，可以将我撤换掉。”
其实早在1月9日毛泽东主席就给彭德怀交了个底：
如朝方同志认为不必补充休整就可以南进，则亦建议提议人民军前进击敌，并可由朝鲜政府自己直接指挥，志愿军则担任仁川、汉城、及三八线以北之守备。
金日成作为朝鲜领袖，那种盼望祖国尽快统一的心情可以理解，但是要以能够保证取得胜利为前提，彭德怀在战后回忆：“我打了一辈子仗，从来没有害怕过，可当志愿军打过三八线，一直打到三七线附近的时候确实非常害怕。我要为几十万志愿军战士的生命负责。”
1951年1月27日，已经养精蓄锐已久的李奇微终于认为时机已到，发起了大规模反击，也终于为这场是否继续南进的争论画下了一个句号，彭德怀的判断是完全正确的，美军是有计划地南撤，这令金日成非常汗颜，如果听从了金日成的建议，那么志愿军如今的处境根本不敢想象。
中朝两军经过慢慢磨合，在以后的战斗中配合的越来越默契，最终赢得了抗美援朝战争的伟大胜利。
