下午，政治局继续讨论出兵援朝的会议。待几位同志发言后，彭德怀开口了。
“出兵援朝是必要的，打烂了，等于解放战争晚胜利几年。如果美军摆在鸭绿江岸和台湾，它要发动侵略战争，随时都可以找到借口。”
入夜，彭德怀和毛泽东、周恩来、高岗、聂荣臻等共同研究出兵方案。
10月8日，中国人民革命军事委员会主席毛泽东签署了关于组成中国人民志愿军的命令：
（一）为了援助朝鲜人民解放战争，反对美帝国主义及其走狗们的进攻，借以保卫朝鲜人民、中国人民及东方各国人民的利益，着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。
（二）中国人民志愿军辖第13兵团及所属之38军、39军、40军、42军，及边防炮兵司令部与所属之炮兵1师、2师、8师。上述各部须立即准备完毕，待令出动。
（三）任命彭德怀同志为中国人民志愿军司令员兼政治委员。
（四）中国人民志愿军以东北行政区为总后方基地，所有一切后方工作供应事宜，以及有关援助朝鲜同志的事务，统由东北军区司令员兼政治委员高岗同志调度指挥并负责保证之。
（五）我中国人民志愿军进入朝鲜境内，必须对朝鲜人民、朝鲜人民军、朝鲜民主政府、朝鲜劳动党（即共产党）、其他民主党派及朝鲜人民的领袖金日成同志表示友爱和尊重，严格遵守军事纪律和政治纪律，这是保证完成军事任务的一个极重要的政治基础。
（六）必须深刻地估计到各种可能遇到和必然会遇到的困难情况，并准备用高度的热情、勇气、细心和刻苦耐劳的精神去克服这些困难。目前总的国际形势和国内形势于我们有利，于侵略者不利，只要同志们坚决勇敢，善于团结当地人民，善于和侵略者作战，最后胜利就是我们的。
接着，毛泽东又致电中国驻朝鲜大使倪志亮转金日成：（一）根据目前形势我们决定派遣志愿军到朝鲜境内帮助你们反对侵略者；（二）彭德怀同志为中国人民志愿军的司令员兼政治委员；（三）中国人民志愿军的后方勤务工作及其他在东北地区境内有关援助朝鲜的工作，由东北军区司令员兼政治委员高岗同志负责；（四）请你即派朴一禹同志到沈阳与彭德怀高岗两同志会商与中国人民志愿军进入朝鲜境内作战有关的诸项问题（彭高两同志本日由北京去沈阳）。
当日上午，北京西郊机场，彭德怀、高岗和军委作战部处长成普、参谋徐亩元、龚杰、秘书张养吾，翻译毛岸英等冒雨登上一架专机。专机很快向沈阳方向飞去。
同一天，中共中央派周恩来和林彪前往苏联，同斯大林洽谈出动空军支援和提供武器装备的问题。
黑海之滨的斯大林休养所，阳光明媚。
在一间铺着厚厚红地毯的会客室，斯大林热情地迎了上来，伸出手微笑地说：“欢迎远道而来的中国客人。”
周恩来握住斯大林的手，彬彬有礼地说：“谢谢。毛泽东同志派我来问候您！”
“谢谢。毛泽东同志身体健康？”
宾主寒暄了一阵，便转入正题。
斯大林仔细地听着周恩来介绍的中国出兵计划，然后习惯地站起来，在屋里踱着步子。待周恩来说完，斯大林非常稳重，缓缓地说：
“美国已经越过三八线进入朝鲜北部。朝鲜如果没有支援，最多维持一个礼拜的时间。在这种情况下，与其进行无望的抵抗，最终被敌人消灭掉，不如早点主动撤退，以保持所剩的有生力量，以待他日。中国同志决定出兵支援朝鲜，你们的考虑是正确的。”
周恩来说：“因为我们面对的是当代装备高度现代化的美国军队，中国人民解放军刚刚进入和平建设，空军和海军刚刚组建，装备较落后，数量非常少，在没有制空权和制海权的条件下进行现代化战争并赢得战争的胜利，困难相当大。中国希望苏联出动空军给予空中掩护。”
“我们将向中国军队提供武器和装备。我们虽设想过帮助朝鲜，但早已声明苏军从朝鲜全境全部撤出，所以不能出现在战场，更不能同美国直接对抗，否则就是国际问题了。”接着，斯大林似乎有点为难地说：“我们的空军尚未准备好，需待两个月或两个半月才能出动空军支援志愿军的作战。”
会谈后，斯大林、周恩来联名致电毛泽东，说明了会谈情况。
关于斯大林在中国出兵朝鲜问题上的顾虑，赫鲁晓夫后来在其回忆录中写道：
中国人说他们在北朝鲜边境已经动员了一支后备部队，他们表示要派出这支约50万人的大军向北朝鲜提供帮助。我不知道中国人是否试图为他们参与这场战争提出了什么条件，但即使如此，斯大林也没有接受这些条件。我听斯大林说，我们不参与这场战争。斯大林支持并帮助过金日成，但他对形势缺乏认识。他显得怯懦，他害怕美国。斯大林采取了回避的态度，他对美国越来越害怕，确确实实地害怕。中国人挽救了局势。
毛泽东得到周恩来报告的情况后，把已回东北的高岗和已到沈阳上任的志愿军司令员彭德怀急速召到北京，再次研究出兵问题。
10月13日，毛泽东致电周恩来：
（一）与高岗、彭德怀二同志及其政治局同志商量结果，一致认为我军还是出动到朝鲜为有利。在第一时期可以专打伪军，我军对付伪军是有把握的，可以在元山、平壤线以北大块山区打开朝鲜的根据地，可以振奋朝鲜人民重组人民军。两个月后，苏联空军就可以到达。6个月后可以收到苏联给我们的炮火及坦克装备，训练完毕即可以攻击美军。在第一时期，只要能歼灭几个伪军的师团，朝鲜局势即可起一个对我们有利的变化。
（二）我们采取上述积极政策，对中国，对朝鲜，对东方，对世界都极为有利；而我们不出兵，让敌人压至鸭绿江边，国内国际反动气焰增高，则对各方都不利，首先是对东北更不利，整个东北边防军将被吸住，南满电力将被控制。
（三）真日菲利波夫（指斯大林）和你联名电上说，苏联可以完全满足我们的飞机、大炮、坦克等项装备，不知它是用租借办法，还是要用钱买，只要能用租借办法，保持二十万万美元预算用于经济、文化等项建设及一般军政费用，则我军可以放心进入朝鲜进行长期战争，并能保持国内大多数人的团结。
（四）只要苏联能于两个月或两个半月内除出动志愿空军帮助我们在朝鲜作战外，又能出动掩护空军到京、津、沈、沪、宁、青等地，则我们也不怕整个的空袭，只是在两个月或两半月内如遇美军空袭则要忍受一些损失。
（五）总之，我们认为应当参战，必须参战，参战利益极大，不参战损害极大。
彭德怀到达沈阳后，住在和平街1号。晚上，金日成特派内务相朴一禹到和平街1号。
朴一禹紧紧握住彭德怀的双手，激动地说：“感谢中国政府对朝鲜人民的援助。目前朝鲜形势十分危急，美军已经大举越过三八线，正快速向中朝边境推进，希望中国人民志愿军迅速入朝。”
彭德怀表示，中国人民志愿军将尽快入朝，帮助朝鲜人民击败美国侵略军。接着，他们又商谈了志愿军入朝后的有关问题。
第二天上午8时，宽敞明亮的辽宁宾馆会议厅，东北边防军军以上干部和东北军区部分高级将领济济一堂。
彭德怀在会上传达了中央政治局出兵援朝的意图，动员各军立即做好出国作战准备。
最后，彭德怀说：“你们要号召各级干部树立起必胜的观念，要坚信在党中央和毛主席领导下，一定能打败美帝国主义者。”
沈阳会议后，彭德怀赶到安东（今丹东），准备11日过江去朝鲜德川，同金日成会面，商讨联合作战问题。
就在彭德怀到达安东的当日晚上，突然接到中央军委代理总参谋长聂荣臻的电话，要他火速返京参加中央政治局会议，再次讨论出兵问题。
10月16日，彭德怀返回安东，召开了志愿军师以上干部会议。他在会上全面分析了朝鲜战场当前形势，阐明了抗美援朝的重要战略意义，明确指出我军战胜敌人的有利条件和应采取的战略战术。最后指示各军，要分级召开干部战士动员大会，立即准备入朝作战。
10月18日21时，彭德怀起草了中央军委主席毛泽东致邓华、洪学智等特急绝密电文：
四个军及三个炮师决按预定计划进入朝北作战，自明（19日）晚从安东和辑安线开始渡鸭绿江，为严格保守秘密，渡江部队每日黄昏开始至翌日晨时即停止，5时以前隐蔽完毕。
