在毛泽东发言之后，会场上严肃紧张的气氛顿时活跃起来，大家都以尊敬的目光投向彭德怀，一致同意由彭德怀挂帅率军援助朝鲜民主主义人民共和国。对此，彭德怀没强调任何困难，立即站起来表示：“我还是那句老话，服从中央的决定。”
5日下午的政治局会议结束后，毛泽东主席因考虑须马上和彭德怀、高岗一起研究入朝的作战方案，遂留下彭、高以及周恩来共进晚餐。
饭后，毛泽东对彭德怀说：“现在朝鲜情况已十分危急，我们必须马上出兵，否则将贻误战机。你和高岗8日先到沈阳去召开东北边防军高干会议，迅速传达中央政治局的决定，督促部队立即做好入朝准备。同时我把党中央出兵援朝的决定通知金日成。关于部队入朝的时间，给你10天做准备，初步预定10月15日。关于部队更换苏联武器装备和空军支援问题，周恩来同志即刻去莫斯科与斯大林同志商谈，尽快解决。”
紧张的抗美援朝临战准备工作，是在绝对保密的情况下进行的。朝鲜战场日益严峻的局势，使彭德怀不能在北京久留。
7日吃过早饭后，他指示秘密把从西安带来的全部文件，清理登记后，马上移交给中央办公厅保密室保存。然后准备出发。当天，彭德怀到中南海毛泽东处，和高岗一起共同研究志愿军出国第一步作战方案和后勤供应问题，关于彭德怀指挥所设立的位置，毛泽东的意见，为保证安全，免遭敌机轰炸可设在鸭绿江北岸一个隐秘位置。但彭德怀不同意，他主张过江入朝与金日成在一起，以便协调两军统一指挥作战。
8日，中国人民解放军军事委员会主席毛泽东以特急电报发布命令：
“(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，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)中国人民志愿军辖十三兵团及所属之三十八军、三十九军、四十军、四十二军，及边防炮兵司令部与所属之炮兵一师、二师、八师，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，所有一切后方工作和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。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。”
8日上午7时，彭德怀根据毛泽东的命令与中共中央东北局第一书记、东北军区司令员兼政治委员高岗，以及彭德怀指挥所的负责人成普、参谋徐亩亢、龚杰、秘书张养吾、翻译毛岸英一行乘飞机直飞沈阳，这次航行是绝对保密的，连每个人的亲属包括彭德怀的夫人均不知他们将前赴何地。上午10时左右，飞机冒雨安全降落在沈阳机场。东北局派人将彭德怀等接到和平街1号交际处休息。
9日上午，彭德怀和高岗在沈阳召集了志愿军军以上干部开会。彭德怀在会上讲话说：“根据朝鲜战场的形势和金日成首相的要求，中央已决定出兵援朝。这不是我们好战，完全是美帝国主义逼我们走这条路的。在美军越过‘三八线’前夕，周总理曾一再对美军发出警告，倘若越过‘三八线’北犯，中国将出兵援助，但美国和南朝鲜军队打着‘联合国军’的旗号，无视我国政府的警告已越过‘三八线’，正向中朝边境鸭绿江进攻。我们的敌人不是‘宋襄公’，他不会愚蠢到等待我们摆好阵势才来。敌人是机械化部队，有空军和海军的支援，进攻速度很快，我们要和敌人抢时间，中央派我到这里来，也是三天前才决定的。”但在会议上，各军干部也提出了问题，他们最担心的是在出国作战时有无空军支援。于是当会议还在进行中，彭德怀和高岗又于9日上午11时联名致电毛泽东称：“我军出动作战时，军委能派出多少战斗机和轰炸机配合？何时能出动并由何人负责指挥？盼速示。”
这时，已越过‘三八线’，向朝鲜民主主义人民共和国进犯的敌军有：
美国第8集团军所属之第1军(辖骑1师，步兵第24师)，第9军(辖步兵第2师，第25师)，第10军(辖陆战第1师，步兵第7师)和空降兵第187团，另有英军第27旅、第29旅；加拿大旅、土耳其旅等，每旅各约5000余人参战；南朝鲜军队计有：第1军团(辖首都师，步兵第3师)，第2军团(辖步兵6、7、8师)，第3军团(辖步兵2、5、9师)。此外南朝鲜步兵第1师配属于美第1军作战，第11师配属于美第9军作战。当时先后进入朝鲜境内作战的还有美国空军第5航空队，拥有各型战斗机700余架，第20战略轰炸机航空队有各型轰炸机300余架，此外，美军每个师有侦察机10架支援其他地面部队作战。
至10月中旬，以美军为首的“联合国军”和南朝鲜军队总兵力已达40余万人，各型飞机1000多架(海军飞机除外)，各型军舰300多艘。
自10月1日夜，麦克阿瑟命令南朝鲜李承晚军队陆军第3师首先越过“三八线”后，到10月9日美国及英、加、土等军也全部先后越过“三八线”。
