然而，中朝双方对谈判的态度不久便走到了自己的对立面。1952年下半年，在朝鲜战场双方基本取得力量平衡的同时，板门店的停战谈判却陷入了僵局，问题竟胶着在毛泽东起初认为最容易解决的战俘问题上。 此时，毛泽东主张把战争继续下去，而在和平谈判问题上坚决不能让步，但朝鲜方面却希望接受美国的停战条件，尽快在停战谈判协定上签字。斯大林从苏联与美国对抗的全球战略出发，再次支持了毛泽东。
1952年2月板门店谈判达成协议：在签订停战协定后90天内召开相关国家的政治会议解决朝鲜问题，但在其他议程，特别战俘问题上还有争议。这时，朝方主张尽快结束谈判，金日成还直接向毛泽东表示出“不愿继续进行战争”的意见。 拉祖瓦耶夫向莫斯科报告说：“金日成在与南日讨论谈判陷入困境的原因时表示了这样一种看法：应该建议签订停战协定，而把所有未解决的问题移交给政治会议去研究。金日成认为拖延谈判是不利的，因为美国的空军正在继续给朝鲜民主主义人民共和国造成惨重的损失。他看不到继续就战俘问题进行争论有什么合理性，因为这些争论正在导致更大的损失。”金日成还认为，中国志愿军的大多数战俘都是以前蒋介石军队的人，在政治上不可靠，所以“为了他们去斗争没有特别的意义”。“金日成指示南日弄清楚中国人在这个问题上的态度，并建议以李克农的名义在战俘问题上做出让步”。拉祖瓦耶夫还反映，中国领导人“担心大量苏联军事装备的供给会随着朝鲜战争的结束而减少或中断”，并认为匆忙地解决问题，“只能相反地导致削弱中朝方面的力量。李克农认为，如果不发动国际社会的舆论力量，如果不作长期斗争的准备，那么美国人是不会做出让步的。毛泽东同志也是这样判断谈判前景的，毛泽东给李克农下达了这样的指示：只有坚持锲而不舍、坚定不移的立场，你们才能赢得主动权并迫使敌人做出让步。为了在谈判中实现这一目标，你们应该准备与敌人再作几个月的较量”。
5月2日，朝鲜停战谈判五项议程中的四项已经全部达成协议，但在第四项议程，即关于战俘安排问题上，美国方面提出了自愿遣返的原则，而中国方面坚持应全部遣返，双方的谈判由此陷入僵局。朝鲜领导人原指望不晚于5月份与美国人签订停战协定，并依此来计划安排1952年下半年的经济工作和政治工作，没想到谈判因战俘问题产生争议而拖延下来，“这使朝鲜领导人感到莫大的失望。金日成建议中国同志在战俘问题上做出让步，并争取签订停战协定”。 显然为了照顾朝方的意见，7月3日，中朝代表团提出新建议：除了非朝鲜籍战俘仍需全部遣返外，同意朝鲜籍战俘无须全部遣返，“即其居住地在敌对方的朝鲜籍战俘应返回敌对方领土；在应召入伍前居住于俘获方领土上的朝鲜籍战俘，应全部留在原处并应被释放遣送回家”。 但是美国方面不顾中朝方面的一再退让(包括已不再坚持遣返全部被俘人员)，于7月13日提出了总共遣返83000人(包括人民军被俘人员的80%和志愿军被俘人员的32%)这个基本数字，并声称这是最后的、坚定的、不可改变的方案。 中朝方面被迫做出最后选择。
对此，中国领导人的态度十分坚决。毛泽东在7月15日给金日成的电报中说，在敌人狂轰滥炸的军事压力面前，接受其挑拨性和引诱性而并非真正让步的方案，对中朝方面在政治和军事上都是极为不利的。战争继续下去，固然会给朝鲜人民和志愿军带来进一步的损失，但中朝人民也在战争中愈战愈强，鼓舞着全世界爱好和平的人民去反对侵略战争，并推动了全世界保卫和平运动的发展。战争使美国的主要力量陷在东方继续遭受损失，而苏联的建设得到了加强并影响着各国人民革命运动的发展，因而也就推迟了世界大战的爆发。毛泽东保证，中国人民愿尽一切可能帮助朝鲜人民解决困难。总之，“在现时形势下，接受敌人这一方案必然要长他人志气来灭自己威风”。最后，毛泽东不无用意地告诉金日成，中方的看法和方针，在征求了斯大林的意见后再告诉平壤。 同日，毛泽东致电斯大林说，中国主张坚决拒绝“敌人这种挑拨性和引诱性方案”，并表示准备战争扩大。毛泽东还通报说，“金日成同志对此有不同看法”。 金日成在7月16日给毛泽东的回电中表示赞同他对当前局势的分析，并感谢中国将全力提供援助的承诺。 但是就在同一天给斯大林的电报中，金日成却抱怨说，由于消极防御的方针，敌方轰炸给朝鲜的城市和平民带来了极大损失，在这种情况下，中国拒绝接受敌方的条件。虽然他表示同意毛泽东的意见，但还是希望尽快停战：“我们必须坚决力争尽快签订停战协定、实现停火和根据日内瓦公约交换所有战俘。这些要求会得到所有爱好和平的人民支持，并使我们从被动的局面中摆脱出来。”
中朝之间在谈判中的战俘问题上持有不同立场，除了政治上的考虑之外，还有一个更为实际的原因，即双方的战俘政策完全不同。由于受国内战争传统作法的影响和缺乏国际斗争经验，中方从一开始就未曾想过扣留战俘。1950年11月17日彭德怀致电军委，拟在战役发起前释放100名战俘，以动摇敌人军心。18日毛泽东复电，“释放一批战俘很对。今后对战俘应随时分批放走，不要请示。” 这样，中方掌握的战俘即相应减少。此外，1951年11月中朝商定，为便于释放战俘工作，以后南朝鲜战俘交由人民军管理，而志愿军只管理其他国家的战俘。 这样，中方实际看管的战俘人员十分有限，没有多少谈判的本钱，这大概也是中国主张“全部遣返”的原因之一。而朝方出于战后经济建设需要劳动力的考虑，则暗地里扣留了大量战俘。据继任苏联大使苏兹达列夫的报告：“朝鲜同志认为将大量南朝鲜的战俘扣留下来，让他们在北朝鲜从事各种繁重的体力劳动比较好，而无须去考虑他们要求返回自己家乡的愿望”。因此，他们扣留了13094名李承晚军队的战俘，其中6430人在人民军中服兵役，其余的人则在内务部和铁道部从事不同的工作。此外，还扣留了战争前期从南朝鲜被“动员”加入人民军的42262人——北朝鲜认为这些人不是战俘。 在这种情况下，朝鲜领导人当然不可能理直气壮地坚持“全部遣返”的原则。
问题最后还是在莫斯科得到解决的。1952年7月15日毛泽东电告斯大林，美方提出的方案，“两者比例极不相称，敌人企图以此来挑拨朝中人民的战斗团结”。“在敌人的压力下屈服，对我极为不利”，并表示即使谈判破裂，也绝不让步，“因为这个问题是个政治问题，不但对朝中两国，而且对整个革命阵营都有影响”。第二天斯大林即复电：“你们在和平谈判中所持的立场是完全正确的”。
