同日，周恩來以外交部長的名義，代表中國中央人民政府發表聲明，抗議、譴責美國侵略台灣和在亞洲其他地區的侵略行徑，指出：“杜魯門27日的聲明和美國海軍的行動，乃是對於中國領土的武裝侵略，對於聯合國憲章的徹底破壞。……我代表中華人民共和國中央人民政府宣布：不管美帝國主義者采取任何阻撓行動，台灣屬於本國的事實，永遠不能改變。我國全體人民必將萬眾一心，為從美國侵略者手中解放台灣而奮鬥到底。”
盡管美國在朝鮮半島上投入了大量的兵力，可“聯合國軍”似乎沒有想象中的那般厲害，反而總是在吃敗仗。金日成指揮朝鮮人民軍越過“三八線”，於三天之內攻陷了漢城。為了阻止朝鮮人民軍進入漢城，南朝鮮軍隊還愚蠢地對漢江大橋進行了爆破。結果，爆破並沒有實施徹底，中間的車道完好無損。朝鮮人民軍經過快速搶修後，將坦克開進了漢城。在這起爆破事件中，很多通過漢江大橋逃生的百姓和南朝鮮士兵都無辜喪命。
漢城淪陷後，李承晚的部隊退到了水原，一邊組織力量進行抵抗，一邊坐等美國援軍的到來。不過，一個星期後，朝鮮人民軍再次打贏水原之戰。7月7日，大田戰役開始，金日成親臨前線指揮。美國出動了具有超級戰鬥力的老牌部隊——被人們稱為“水陸兩棲的第八集團軍”。誰曾想到，相較於美國第八集團軍，朝鮮人民軍力量如此懸殊，卻還是活捉了大田的前線指揮官威廉·迪安。半個月後，大田戰役以朝鮮人民軍的勝利而結束。
進入8月，朝鮮人民軍對釜山進行了不屈不撓的進攻。短短一個月的時間，朝鮮人民軍節節取勝，將美軍和南朝鮮軍趕到了洛東江以東的狹小地帶，南朝鮮90%以上的地區得以解放。
雖然朝鮮人民軍從戰爭爆發開始，一直到1950年8月，始終處於勝利的態勢。可是，中國領導人敏銳地察覺到，美國的武裝幹涉，很可能造成朝鮮內戰的持久性和朝鮮半島局勢的複雜化。一旦美國開始反撲，不但朝鮮半島的形勢要發生逆轉，很有可能威脅到中國大陸的安全。故而，未雨綢繆很有必要。
假如美國對北朝鮮進行反撲，中國大陸最先受到衝擊的將是與朝鮮接壤的東北地區。那麼，當務之急就是在東北地區加強國防力量。新中國成立後，中共中央軍委曾作出指示，全國的國防重點是天津、上海、廣州三個點。這三個點也是為解放台灣做鋪墊的。如今，國際形勢發生了改變，中國的國防重點也要相應地作出調整。
當時，東北地區是全中國最先解放的地區，所以那裏的軍事布防力量也最為薄弱。大部分的兵力都調到了華北、中南一帶作戰，僅留下一些地方部隊維護秩序。可見，這樣的軍事力量是不足以保護東北的，一旦中央作出援朝指令，更沒有雄厚的力量出兵援朝。
1950年7月7日，周恩來根據毛澤東的指示，召開了國防會議。會上，中央軍委作出了《關於保衛東北邊防的決定》，決議組建東北邊防軍，開赴東北地區駐防。
在《關於保衛東北邊防的決定》中，對部隊調動作出了這樣的指示：
決定以部署在中原地區，作為國防機動部隊的第13兵團（轄第38、第39、第40軍）和第42軍以及炮兵第1、第2、第8師等部，共25.5萬餘人組成東北邊防軍。第40軍7月10日開始，已由廣州車運出發，直接開到遼東的安東（今丹東），24日全部到達；第38、第39兩軍主力，7月15日，分由河南的信陽、漯河出發，8月1日以前，集結於遼東的遼陽、風城、安東地區，第38軍在湘西桃源地區剿匪的第114師和第39軍在廣西宜山地區剿匪的第115師，解除剿匪任務，8月4日前到達遼陽集結；第42軍解除農業生產任務，7月30日從齊齊哈爾地區出發，8月1日到達吉林的通化、輯安（今集安）集結；炮兵的3個師於7月31日，分別集結於本溪至安東、通化至輯安兩線：另調在上海和廣州的共4個高射炮團，到安東、水豐、輯安地區集結，調工兵2個團到安東集結等。所有上述部隊，8月5日前全部到達指定地區。除第40軍已開始車運外，其餘部隊的車運計劃，責成軍委作戰部、鐵道部和總後勤部擬製，經軍委批準後實施。此外，從蘇聯購買已抵達哈爾濱的飛機，編成3個團，原計劃置於南京、徐州，改為置於沈陽、安東和吉林的敦化訓練。
這份決定經毛澤東同意後，中國人民軍隊史上一次空前規模的大運兵就開始了。周恩來擔起組建東北邊防軍大運兵的指揮大任。他坐鎮北京，對大運兵中的每個細節都落實到位，保證每個環節的順利運轉。如此一項重大的任務，在周恩來的指揮下，以高速度、高效率的方式運轉著，中間沒有出現一個紕漏。
鑒於朝鮮半島的嚴峻形勢，周恩來又於9月3日提出，將東北邊防軍的力量擴充70萬人。毛澤東考慮過後，給予了“同意”的批準。
在軍隊大運兵的同時，後勤工作也正在緊張有序地進行。為了保證如此多的士兵到東北後，能保證生活、訓練的需要，中國人民解放軍總後勤部也是煞費苦心。當時，初步的後勤工作準備是這樣的：步機槍彈藥按5個基數，炮彈按20個基數準備，各先行運抵各個地區2個基數和5個基數，每團攜帶炸藥2000斤；從第四野戰軍和東北地區共抽調汽車1000輛，從東北地區動員大車4000輛，擔任運輸；按31萬人員、3萬牲口、1000輛汽車、4000輛大車，準備3個月的糧草、汽油，在部隊完成集結前，先運送保障1個月的糧草、汽油；由總後勤部趕製朝鮮人民軍式服裝，每人單衣、棉衣各1套，另準備其他裝具；接收容本軍和人民軍共4萬傷員準備醫院，準備5000副擔架，等等。
一時之間，兵員、物資源源不斷地運往東北，火車、汽車日夜兼程，川流不息。如此大的動作，很難不引起國際上尤其是美國的注意。可是，周恩來從一開始就強調，這項軍事行動必須保證絕對的機密，不能向外界透露一點風聲。他一再強調：在我們未準備好之前，切勿打草驚蛇。這樣，我們就能爭取出手即勝。
由於保密工作出色，美國的中央情報局和軍方間諜在東北地區多次進行偵察，也未能找到一點蛛絲馬跡。從他們手上掌握的情報來看，不是自相矛盾就是不明就裏，因而美國人斷定中國是不會參與到朝鮮內戰中的。事實上，中共中央領導人坐鎮北京，運籌帷幄，早已將70萬大軍在神不知鬼不覺的情況下運到東北地區，擔任起保衛東北並隨時可能出兵援朝的任務。
東北邊防軍的組建，是中共中央和中央軍委戰略上的高瞻遠矚和英明決定，為保衛中國的國防安全和必要時支援朝鮮人民軍作戰，爭取了軍事上的主動，為後來中共中央作出“抗美援朝、保家衛國”的重大戰略決策，準備了必要的軍事力量。
毛澤東決意出兵
“聯合國軍”的總司令麥克阿瑟是個十足的戰爭狂。他到了朝鮮戰場後，就開始了對北朝鮮的猛烈進攻。他先是派飛機炸毀了北朝鮮所有的交通要道，而後為了切斷朝鮮與中國的補給線，又炸毀了鴨綠江上所有的橋梁，甚至狂妄地將戰火燒到了中國東北邊境，嚴重侵犯了中國領土、領空。
至1950年8月中旬，美國投入到朝鮮半島上的地麵部隊達到7萬餘人，包括3個步兵師、1個騎兵師和1個海軍陸戰旅。美國的第八集團軍改由沃爾頓·沃克中將為司令員統一指揮。同時，“聯合國軍”也開始陸續進入朝鮮，配合美軍的侵略作戰。
盡管美國的兵力一直在增加，可美軍卻沒有占到任何便宜。朝鮮人民軍將美軍和南朝鮮軍壓到了釜山防禦圈內，令他們毫無反抗的機會。為了扳倒失敗、被動的局麵，美軍一麵利用釜山防禦圈內的兵力負隅頑抗，一方麵計劃著從朝鮮人民軍的側翼進行大規模的登陸進攻。
很快，一個陰險的計劃在“聯合國軍”總司令邁克阿瑟的心中形成。他決定，“將於9月中旬左右，派遣部隊從仁川港登陸，打朝鮮人民軍一個措手不及”。他的這一計劃，被報告給了遠在大洋彼岸的五角大樓。8月28日，麥克阿瑟的登陸作戰計劃被批準了。
為了實施仁川登陸計劃，美國陸軍當局批準麥克阿瑟以海軍陸戰隊第1師和步兵第7師組成第10軍，由麥克阿瑟的參謀長阿爾蒙德擔任軍長。為解決美軍兵力不足的問題，麥克阿瑟從南朝鮮征召了8600餘名新兵補入美第7師。最終，第10軍集結時，兵力達到7萬人，其中陸戰第1師2.5萬餘人，步兵第7師2.48萬餘人。此外，還抽調了230餘艘軍艦和近500架飛機進行支援配合。
9月15日，麥克阿瑟坐鎮登陸艦隊，親自指揮部隊進行仁川登陸。盡管這像一場賭博，不過麥克阿瑟的運氣還不算壞，美軍第10軍登陸成功了。後來，這一事件被稱作美軍上的“軍事奇跡”，麥克阿瑟也被美譽為“軍事天才”。
美軍第10軍登陸仁川後，兵分兩路，海軍陸戰隊第1師攻打漢城，步兵第7師向南切斷人民軍的後路。9月16日，位於釜山防禦圈內的美軍配合美軍第10軍，開始反攻，至9月23日，全線突破朝鮮人民軍的防線，向北進行。朝鮮人民軍腹背受敵，不得已實施戰略撤退。此後，朝鮮半島上的局勢發生逆轉。
9月28日，美軍海軍陸戰隊1師攻占漢城。9月30日，美軍第8集團軍和南朝鮮軍隊全部抵達“三八線”附近。為了慶祝美軍在朝鮮戰場上的戰績，杜魯門還專門給麥克阿瑟發來了賀電。此時，在朝鮮半島的“聯合國軍”地麵部隊，總數已超過33萬人，另外美國遠東空軍的兵力已達3.6萬餘人，遠東海軍也達到了5.9萬餘人。
如今的態勢，恰恰印證了毛澤東在批準成立東北邊防軍時的看法。他認為，朝鮮內戰一旦由美軍介入，就不會輕易地以朝鮮人民軍的勝利而結束。相反，一定要做好長期奮戰的準備。
就在美軍準備越過“三八線”繼續北進時，周恩來於9月30日在中國人民政治協商會議全國委員會慶祝中華人民共和國建國一周年的報告中，代表中國政府和中國人民向美國當局發出了警告：“中國人民密切地關心著朝鮮被美國侵略後的形勢。……中國人民熱愛和平，但是為了保衛和平，從不也永不害怕反抗侵略戰爭，中國人民絕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。”
可是，美國一意孤行。他們自信，中國目前沒有能力與美國抗衡。10月1日，南朝鮮軍沿著東海岸地區越過“三八線”北進。
同日，北朝鮮首相金日成與副首相樸憲永聯名寫了一封求援信，並派朝鮮勞動黨中央常務委員、朝鮮內務相樸一禹將信秘密送到毛澤東手裏。
金日成在這封求援信上寫道：
敬愛的毛澤東同誌：
您對於為自己祖國的獨立解放而鬥爭的朝鮮人民深切的關心，百方援助，我們謹代表朝鮮勞動黨，表示衷心地感謝！
現在，反對美帝國主義侵略者的我們朝鮮人民解放戰爭的今日戰況，是在美國侵略軍登陸仁川以前，我們的戰況不能說不利於我們，敵人在連戰連敗的情況下，被我們擠入於朝鮮南端狹小的地區裏。我們有可能爭取最後決戰的勝利，美帝軍事威信極度地降低了。於是美帝國主義為挽回其威信，為實現其將朝鮮殖民地化與軍事基地化之目的，即調動了駐太平洋方麵陸海空軍的差不多全部兵力，遂於九月十六日以優勢兵力，在仁川登陸後繼續占領了京城。
目前戰況是極端嚴重了，我們人民軍雖然對於登陸的敵人，進行了極頑強的抵抗，但對於前線的人民軍已經造成了很不利的情況。
……
在目前敵人趁著我們嚴重的危急，不予我們時間，如要繼續進攻三八線以北地區，則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。
我們向您提出以上意見，盼望即予指教！
敬祝
健康！
金日成
樸憲永
一九五〇年十月一日於平壤
當毛澤東閱讀完這封來自鄰國的求援信後，這位叱吒風雲的偉人陷入長久的沉默之中。他知道，他不得不麵對一個艱難的抉擇。
中國人的骨子裏帶有強烈的同情心和使命感，看到友邦受到欺辱，自然是不會隔岸觀火。再者，中國人早就明白唇亡齒寒、戶破堂危的道理。因此，當時的中共中央對援助朝鮮的問題也早有考慮和研究。可是，中共中央終究是不願意打這場仗的。因為，新中國本身就麵臨著許多錯綜複雜的國內形勢和不可預知的各種困難。
首先，西藏和台灣及一些沿海島嶼還沒有解放，祖國統一的任務尚未完成，國內戰爭還沒有完全結束，中國人民解放軍的任務還很重。其次，華北、華南、西南和西北等解放地區的匪患嚴重，尤其是湖廣一帶。帝國主義和國民黨留在大陸的特務分子和反革命分子，一直在進行著各類反革命活動，整個社會的治安非常不穩定。再次，新中國在一片廢墟上建立起來，國內經濟需要恢複，各項事業需要重建，國家的經濟能力還很薄弱，新土改也才剛剛開始。除此之外，國內的失業人員人數眾多，教育文化事業也亟待恢複。
除了國內原因外，國際因素也有很多。新中國剛剛成立，還未得到西方國家的一致認可。若是與世界頭號大國抗衡起來，很有可能得不到外援。到時候，恐怕會造成國內更大的危機。另外，美國軍隊是世界上裝備最先進、最現代化的軍隊。他們參加過兩次世界大戰，訓練有素，可謂常勝之師。而中國人民解放軍，雖然積累了不少作戰經驗，可是武器裝備極其落後，空軍和海軍也是初具雛形，還不具備作戰能力。
鑒於此，中共中央對是否出兵援朝的問題，進行了深入的討論。
10月1日當晚，毛澤東緊急召集政治局的成員和有關方麵的領導人到中南海開會。會議的中心議題即是否出兵援朝。這次會議並沒有留下會議記錄，主要是因為毛澤東想讓大家各抒己見、暢所欲言。會議開到淩晨，沒有得出最後的結論，一方麵是這個問題實在是難以決斷，另一方麵是在爭取最後一線希望，希望美國不要擴大戰爭，避免中美雙方交戰。
10月2日下午，毛澤東主持召開中共中央書記處會議，著重討論朝鮮當前的局勢和中國是否出兵的問題。會後，毛澤東起草了一份電報，向斯大林透露了中國決議出兵援朝的消息，還附上了希望蘇聯給予支援的武器裝備的建議。不過，這封電報擬好後，並沒有被發出。隨後，毛澤東又起草了一封電報，發了出去。在這封電報中，毛澤東分析了中國軍隊援朝後可能出現的困難，旨在試探蘇聯的態度，主要目的是希望蘇聯也能出兵援助或者武器援助。另外，毛澤東在電報中還提到了，即將派周恩來和林彪到斯大林休假的地方，與斯大林談談出兵的事情。
10月3日，毛澤東再次接到金日成的緊急求援電報。看來，朝鮮半島的局勢已經相當緊張了，北朝鮮的困境也越來越明顯了。時間不等人。毛澤東於第二天再次召開中央政治局會議。會上，政治局的成員對出兵援朝這件事產生了分歧，一部分人支持出兵，一部分人則不支持。