對此，朝方不便直接提出反對，而是自行成立了軍事交通局，對鐵路進行控製。還恢複了原管理局機構管界和部分工作，實際上削弱和限製了軍管局，使其無法完全行使職權。
為了盡快達成協議，周恩來做出讓步，除堅持“在聯司指揮下設雙方統一的軍管司令部，統一進行搶修護路及調度車運”外，同意“在目前作戰時期，朝鮮鐵路行政仍需朝鮮交通相管轄”。對於中方的這個讓步，金日成表示基本同意。
然而，在中方代表與朝鮮交通相逐項談判時，朝方又提出進一步要求：
除鐵路行政係統仍歸交通省領導外，軍管局僅負責製定計劃，其作用隻是對鐵路運輸進行檢查和監督；鐵路搶修工作另成立聯合機構，委托交通省領導。
這實際上等於取消了已經建立的中朝聯合軍管機構。鑒於朝方在談判中反複不定，雙方基本想法差距太大，中方代表深感問題複雜，關係重大，即使形成紙上協議，也難以改變實際狀況，以至要求再派“有威望的得力幹部來此慢慢談判”。
彭德懷無可奈何，提出將交通省的意見呈金日成，由雙方政府出麵解決，隻求朝方能“確保軍運如數完成，確定鐵路管理和運輸的具體辦法”。
在隨後的談判中，針對朝方的原則，即鐵路行政隸屬朝交通省；成立中正朝副的聯合軍運司令部；成立中正朝副的統一鐵道兵團司令部，中方代表提出5點商榷意見：
1、堅持對朝鮮鐵路的軍管製度，但可實行軍事代表製，在聯合軍運司令部下設各級軍事代表，中正朝副，軍事代表對一切軍運有最後決定權。
2、聯合軍運司令部設沈陽，派總代表駐朝交通省，監督軍運計劃執行。
3、要求朝方保證聯合軍運司令部與其總代表及各級軍事代表間電話暢通。
4、成立統一搶修司令部，受聯合軍運司令部領導，同時受朝交通相及聯合軍運司令部指導。
5、在朝中國員工受朝鐵路局領導，其政治工作則受中國軍事代表直接領導。
葉林、張明遠、彭敏據此與朝交通相再次談判。除對搶修司令部領導權的歸屬問題尚未明確表態外，朝方基本接受了中方提出的5點意見，但要求確定朝交通省對其所屬各鐵路管理局行使管轄權。
在會談中，關於運輸問題，朝方原則上同意全部通車，由聯合軍運司令部審核批準軍用物資和國民經濟所需物資的運輸比例。
至於交通省及其所屬各管理局，朝方請中國派人任副職。雙方商定，將談判記錄整理簽字後，呈報各自政府批準。
得此情況後，周恩來一方麵要求中方代表最好爭取能在記錄中列入有關聯合搶修司令部領導權的內容，一方麵也隻得同意葉、張、彭在記錄上簽字，並將全文帶回北京。
恰在此時，莫斯科方麵的意見到來，扭轉了會談的局麵。
據當事人張明遠觀察，中朝會談之所以爭執不下，其實質是聯合軍運司令部領導權的歸誰所有的問題。中方代表認為，當時朝鮮的鐵路和機車大部被毀，鐵路運行的車輛主要是中國開來的。而搶修線路、運送物資的部隊和司乘人員都以中方為主，甚至維修線路的器材和部分朝鮮鐵路員工的供應也都是由中方負責。
從當時的實際情況看，朝鮮方麵難以協調指揮鐵路運輸的正常運行。所以，戰爭期間的中朝鐵路聯運應由中方牽頭。但朝方以及蘇聯駐朝鮮顧問堅持認為，對鐵路運輸的管理涉及國家主權問題，必須由朝鮮領導。
對此，周恩來曾指出，問題的根子不在平壤，而在莫斯科，並表示要同蘇方協商，以求妥善解決。
就在周恩來電告中方代表準備在談判記錄上簽字的當天，斯大林來電表示蘇聯的立場，電文如下：
我駐沈陽領事列多夫斯基剛剛向我們報告了高崗同誌的意見，即為正確組織部隊和作戰物資向前線的運輸工作，朝鮮鐵路必須交由在朝鮮的中國司令部管理。從領事的報告中可以看出，金首相是支持這個意見的，但朝鮮的部長們卻似乎反對這個意見，他們認為這個辦法將損害朝鮮的主權。
假如需要我的意見和聯共中央的意見的話，那麼我們認為必須告知您，我們完全支持高崗同誌的意見。為了順利地進行解放戰爭，這個辦法是必須采取的。總的來說我們認為，為朝鮮本身的利益著想，中國和朝鮮之間最好能建立起更密切的國家關係。
周恩來當即將這一電文轉給彭德懷，並表示可以繼續“力爭聯合鐵路修複司令部歸聯合軍運司令部指揮，或仍進一步提議將朝鮮鐵路管理局置於軍事管製的直接管理之下”，中方代表亦可暫緩簽字，而由政府出麵邀請朝交通相到沈陽再談。
在以後的談判中，中方的態度開始強硬起來。4月16日，周恩來致電中國駐朝鮮大使倪誌亮即轉金日成：
提議為適應戰爭需要，朝鮮鐵路必須立即置於統一的軍事管製之下……即在聯合軍隊司令部領導下，設立中朝聯合的軍運司令部，統一朝鮮鐵路的管理、運輸、修複與保護事宜。
5月4日，中朝兩國政府在北京簽訂《關於朝鮮鐵路戰時軍事管製的協議》，對管理體製、組織機構、運力分配等重大問題做出了明確規定。
根據協議精神，7月正式成立朝鮮鐵道軍事管理總局，劉居英為局長兼政治委員，朝方的金黃一、黃鐸為副局長，統一負責朝鮮戰區鐵路運輸的管理、組織與實施。軍管總局下設熙川、定州、新成川、平壤、高原5個分局，共有援朝員工12萬餘人。
8月1日，在沈陽成立中朝聯合鐵道運輸司令部，受中朝聯合司令部直接領導，東北軍區副司令員賀晉年兼司令員，張明遠兼政治委員，朝鮮鐵道副相南學龍、誌願軍的劉居英、李壽軒、葉林為副司令員。
同年11月又在安州成立了聯運司的前方派出機構前方鐵道運輸司令部，劉居英任司令員兼政治委員，金黃一、李壽軒為副司令員，負責指揮和協調軍管總局、搶修指揮部和鐵道高炮指揮部的工作。
鐵道兵團增加為4個師又3個團，還有援朝工程總隊，總人數達52萬餘人。
從此，在統一的領導和組織下，鐵道運輸部隊、搶修部隊及高炮部隊密切配合，大大提高了鐵路運輸效率。
這些機構的成立，從根本上保障了中朝聯合司令部對交通運輸的統一指揮，扭轉了朝鮮戰爭初期運輸被動的局麵。聯合軍隊司令部指揮作戰
1950年12月，中朝兩軍聯合司令部成立後，中國人民誌願軍和朝鮮人民軍開始在其統一指揮下，與“聯合國軍”和南朝鮮軍作戰。
1950年12月31日，中朝聯合司令部指揮誌願軍6個軍，即第三十八、第三十九、第四十、第五十、第四十二軍、第六十六軍和人民軍3個軍團第一，第二，第五軍團30多萬人分左、右兩個縱隊，向西起臨津江，沿漢灘川及“三八線”一帶的“聯合國軍”陣地發起猛烈進攻。
經過7個晝夜的連續追擊，突破了“聯合國軍”在“三八線”的防禦，殲滅“聯合國軍”19萬餘人，將“聯合國軍”驅逐至“三七線”南北地區。這是中朝兩軍聯合司令部指揮的第一次戰役，是一次成功的戰役。
經3次戰役結束後，中朝軍隊按照預定計劃轉入休整。為了統一思想，總結經驗，在冬季攻勢作戰中奪取更大的勝利，中朝聯合司令部在成川郡君子裏召開中、朝軍隊高級幹部會議。
金日成出席這次會議並講話，彭德懷在這次會議上作報告。中、朝兩軍部分高級將領在會上發言。會議總結了前3次戰役的經驗，分析了形勢，提出了下一步作戰任務和作戰方針。
會議正在進行中，“聯合國軍”於1月25日，在大量空軍的支援下，以步兵、坦克組成的多路縱隊，對中朝軍隊陣地進行大規模反攻。
1月27日，中朝軍隊被迫停止休整，立即轉入防禦作戰。麵對對方的反攻，中朝聯合司令部司令員彭德懷將中朝軍隊組成東、西、中3個作戰集團，與“聯合國軍”進行第四次戰役。
在西線，由誌願軍副司令員韓先楚指揮第三十八、第五十軍和人民軍第一軍團，抗擊“聯合國軍”向漢城方向的進攻。
在東線，由誌願軍副司令員鄧華指揮第三十九、第四十、第四十二、第六十六軍，向原州、橫城方向實施反擊。由聯合軍隊司令部副司令員、人民軍前線指揮官金雄指揮人民軍第二、第三、第五軍團掩護鄧華集團集結，並以第三，第五軍團在鄧華集團左翼，向橫城東南方向反擊。
中朝聯合司令部領導中朝軍隊在第四次戰役中，進行堅守防禦、戰役反擊和運動防禦多種式樣的作戰，曆時87天，殲滅“聯合國軍”78萬人，勝利地完成防禦任務，贏得了時間，掩護了戰略預備隊的集結，為第五次戰役創造了有利條件。
1951年4月22日，中朝聯合司令部為粉碎“聯合國軍”在朝鮮蜂腰部建立新防線的計劃，指揮中朝軍隊發起了第五次戰役。
中朝聯合司令部在此次戰役中集中了中國人民誌願軍、朝鮮人民軍15個軍近百萬大軍分東、西兩線向“聯合國軍”突然發起猛攻。
中朝軍隊連續奮戰50天，殲滅“聯合國軍”82萬餘人，粉碎了“聯合國軍”建立新防線的計劃，擺脫了在第四次戰役中所處的被動局麵。
經過這次戰役的較量，迫使“聯合國軍”對中朝人民軍隊的力量重新做出估計，不得不轉入戰略防禦並接受談判。
1951年6月以後，在朝鮮戰場上，交戰雙方沿著“三八線”地區形成相互對峙的局麵，戰爭轉入了相持階段。
在這個階段內，中朝聯合司令部指揮中朝軍隊先後進行1951年夏秋季防禦戰役、反“絞殺戰”和反細菌戰、1952年秋季反擊作戰、1953年夏季反擊作戰等。
由於中朝軍隊的英勇作戰，迫使以美國為首的“聯合國軍”在後來調到1953年7月27日在朝鮮停戰協定上簽字。至此，抗美援朝戰爭勝利結束，中朝兩軍聯合司令部也完成了它的曆史使命。
在其兩年多的時間裏，中朝聯合司令部作為中朝兩軍的統帥部，提出和製定了一係列的重要作戰方針，促進了中朝兩軍的溝通和了解，增強了兩軍的戰鬥團結與友誼。中朝聯合司令部作為中朝兩軍的統帥部，在抗美援朝戰爭中發揮了重要作用，為奪取戰爭的勝利做出了重要貢獻。