麦克阿瑟仁川登陆成功后，即分兵向汉城、水原方向展开进攻。困守在洛东江的“联合国军”和李承晚的部队，在第8集团军司令沃克中将的指挥下开始转入反攻，与仁川登陆部队南北呼应，夹击朝鲜人民军。人民军腹背受敌，处境非常不利。为了摆脱两面作战的不利态势，变被动为主动，他们被迫转入战略退却。尽管如此，人民军还是被敌分割和包围，不仅后方供应断绝，而且人员伤亡惨重，已经取得的胜利前功尽弃，形势日益恶化。9月28日，麦克阿瑟挟余威指挥“联合国军”攻占汉城。
此时的麦克阿瑟因胜利而狂妄，他认为，仁川登陆的成功和汉城的收复是他战胜美军内部反对者的胜利，也是战场上的胜利，两个胜利加在一起，是双重胜利。为了好好庆贺一下，也为了炫耀自己自太平洋战争以来的又一个赫赫战绩，他要“凯旋”入城。
9月30日，一架海军轻型飞机徐徐降落在金浦机场。空旷的机场四周，是被炮火摧毁和烧焦了的树林，一些地方还冒着缕缕青烟。麦克阿瑟和他的随行人员走下飞机，钻入早已等待他的五星小轿车，在警卫的严密保护下，驶向汉城。
汉城，李承晚政府大厦前，李承晚举行了隆重的欢迎仪式。
欢迎宴会上，麦克阿瑟口出狂言：“女士们，先生们，朋友们，仁川登陆和收复汉城算不上什么伟大胜利，只是个序幕，更辉煌的胜利还在等待着我们，我们军人的追求，莫过于打败我们的对手，我们的信念是挥动战刀获取荣誉。朝鲜的三八线，不应当有任何的约束力，上帝赋予我们的使命就是战斗和胜利。”麦克阿瑟决心挥师北上，越过三八线。
对于越过三八线的军事行动，美国白宫和五角大楼还是有所顾忌的，他们怕此举会在国际社会引起强烈反应，更怕苏联、中国出兵引起第3次世界大战，所以迟迟下不了决心。而麦克阿瑟却决心在三八线以北进行第2次政治和军事赌博。即使在获悉中国军队频频向鸭绿江边集结的情报后，执拗的麦克阿瑟仍没有改变越过三八线的决心。
在“联合国军”频频逼近三八线、战争升级在即的关键时刻，美国参谋长联席会议于9月27日向麦克阿瑟发出了有关越过三八线作战行动的明确、具体和有约束力的命令，授权他在三八线以北进行军事行动。
参谋长联席会议的这一决定，正中麦克阿瑟的下怀，他迫不及待地向华盛顿上报了进军三八线的作战计划：沃克的第8集团军沿西海岸北上，攻占北朝鲜首都平壤。阿尔蒙德指挥的第10军作为受麦克阿瑟亲自指挥的一支独立部队执行作战任务，在与平壤相对的东海岸元山实施两栖登陆。第8集团军与第10军会合后，穿过半岛蜂腰部地区向北推进，在定州-宁远-咸兴一线停止前进。在该线以外，由韩国部队在北部边境省份实施作战计划。由于麦克阿瑟仁川登陆获得成功，威名大震，五角大楼的将军们也对他的军事指挥才能蒙上了一层迷信色彩，因此在审议这一作战计划时，没有像对待“烙铁行动”那样挑剔，很快就呈报给了杜鲁门总统。杜鲁门当即批准了麦克阿瑟这个吞并整个朝鲜的作战计划。10月1日，麦克阿瑟向沃克下达了突破三八线的命令。
面对美军的战争升级，中国政府作出了强烈反应，提出了严重警告。10月3日凌晨，周恩来总理紧急约见印度大使潘尼迪，通过对朝鲜战争持中立立场的第3国向与我尚无外交关系的美国转达中国政府的严正立场和警告：如果美国越过三八线，扩大战争，中国人民不能坐视不管。我们主张朝鲜问题和平解决，不但朝鲜战争必须即刻停止，侵朝军队必须撤退，而且有关国家必须在联合国内会商和平解决朝鲜问题的办法。
急欲推行其独霸全球战略的美国白宫和五角大楼的政要们，此时头脑膨胀，狂妄之极，根本不把中国政府的警告放在眼里。
在他们看来，中国内战刚刚结束，战争创伤急需整治，想出兵朝鲜与美国较量也有心无力。尽管美国中央情报局搜集到的情报表明，中国军队在东北地区大量集结，显然在作出兵准备，但他们不屑一顾，仍认为中国政府的警告是“虚声恫吓”“外交上的政治讹诈”。国务卿艾奇逊面对中国政府的警告以轻蔑的口吻说，如果中国人打算参加扑克牌游戏的话，那么他们就应该比现在出更多的牌。美国断然拒绝和平解决朝鲜问题，坚持占领全朝鲜的计划。
一些国家看到朝鲜战争有利可图，又有联合国的“许可证”，纷纷加入朝鲜战争的行列，其中，英国2个旅，土耳其和加拿大各1个旅，泰国和新西兰各1个团，澳大利亚、荷兰、法国、菲律宾、希腊、比利时、哥伦比亚、埃塞俄比亚各1个营，卢森堡1个排参与战争，这些部队都被编入沃克指挥的第8集团军，组成所谓的“联合国军”，气势汹汹，杀向三八线以北地区。
朝鲜战争升级后，10月5日，杜鲁门偕同一批高级军政要员，从华盛顿飞到太平洋中部的威克岛，同麦克阿瑟举行秘密会议，决定美军在朝鲜战争的“最后阶段”应采取什么战略，研究中国出兵的可能性。他们自信地认为中国不会参战，授权麦克阿瑟加紧进攻，结束朝鲜战争。然而，此时的中南海，以毛泽东为首的中共中央正在酝酿抗美援朝大计。
“联合国军”加快北进步伐，朝鲜人民军处于十分危急的关头。当此时刻，金日成首先想到了友好邻邦-中国。早在9月30日，他就向中国驻朝鲜大使倪志亮、柴成文表达了请求中国出兵支援朝鲜的意愿。10月1日深夜，在麦克阿瑟宣布进军三八线以北地区、向朝鲜人民军发出“最后通谍”之后，金日成与外务相朴罗永联名给毛泽东主席发来求援电。电中称：“……在目前，敌人趁着我们严重的危机，不给我们时间，如果继续进攻‘三八线’以北地区，则只靠我们自己的力量是难以克服危机的。因此，我们不得不请求您给予我们以特别的援助，即在敌人进攻‘三八线’以北地区的情况下，急盼中国人民解放军直接出动援助我军作战。我谨向您提出以上意见，请予指教。”军情如救火。电报迅速送到中南海毛泽东的办公桌上。
这位新中国的最高领导人面临一生中又一次最艰难的决策。在长期的革命战争中，毛泽东置自身安危于不顾，无论遇到什么样的危险，他总是临危不惧，安之若素。可每逢遇到重大问题的决策，他都彻夜不眠，思考再三，备尝决策的痛苦。而这一次决策，是他有生以来最难以下决心的一次。就国内情况而言，新中国刚刚成立，千疮百孔，百废待兴，军队需要休整，国民经济需要恢复，社会秩序需在进一步肃清国民党散兵游勇和土匪的袭扰中加以整治，另外还有进军西藏和解放台湾两项严峻的斗争任务，无论从哪方面说，出兵朝鲜都困难重重。就敌我双方的综合实力而说，敌强我弱仍然是无法回避的事实。据当时的统计数字显示，经济实力上，美国的钢产量8772万吨，工农业总产值达1507亿美元，而中国的钢产量只有60万吨，工农业总产值折合人民币574亿元。武器装备水平，美国拥有原子弹和世界上一流的常规武器，而从小米加步枪走过来的中国人民解放军的武器装备基本上都是从战场上缴获来的杂牌武器。仅以火炮为例，中国一个军只有70毫米以上口径的大炮198门，而美国1个军（按3个师计算）则高达1428门，即美军1个军的火炮是中国一个军的7倍。
无论是从财力还是军力看，这样悬殊的差距，中美军队一旦交手，中方所承担的风险是显而易见的。就连当时已拥有原子弹、综合实力可与美国抗衡的苏联也不愿因援助朝鲜而冒与美国发生冲突的危险。斯大林为朝鲜做的最坏打算是，让金日成在中国东北地区组织流亡政府，在敌占区开展游击战争。
中国有句名言：同舟共济，患难与共。面对落难的朝鲜人民，中国人民岂能坐视不理、见死不救？经过艰难的选择，毛泽东于1950年10月2日在中南海颐年堂主持召开中央政治局常委会，首次做出了出兵抗美援朝这一具有历史意义的伟大决定。接着，毛泽东即以个人名义电告斯大林：“我们决定用志愿军的名义派军队至朝鲜境内和美国及其走狗李承晚的军队作战，援助朝鲜同志，我们认为这样做是必要的。因为如果让整个朝鲜被美国占去了，朝鲜革命力量受到根本的失败，则美国侵略者更为猖獗，于整个东方都是不利的。”斯大林得到中国出兵朝鲜的消息后感动了一阵子，为了表示一下姿态，他一方面向中国解释，苏联之所以不能出兵，主要是担心出动苏军支援朝鲜与美军直接对抗，会把战火引向欧洲和世界各地，破坏二战后形成的世界格局；另一方面向中国许诺，一旦中国出兵，苏联可以给中国以空中支援。
然而，“老大哥”的许诺并未兑现。10月9日上午，周恩来在苏联元帅布尔加宁陪同下乘专机飞往克里米亚，会见正在此地休假的斯大林，与苏方协商志愿军入朝作战事宜。但在苏联能出动多少战斗机和轰炸机，如何实施空中掩护，以及中国地面部队更换苏制武器等问题上，斯大林这位曾在极其艰难的条件下带领苏联军民打败不可一世的德国法西斯、取得卫国战争伟大胜利的苏联大元帅，却表现得犹豫不定。他对我军出兵朝鲜顾虑重重。中国虽然在国内战争中打胜了，但对于中国与有联合国支持、各方面都处于优势的美国人作战能否取胜，却心中无底。他担心如果苏联空军出现在中苏朝边境与美国飞机和地面部队作战，可能会导致苏美两国的军事冲突，甚至会诱发第三次世界大战。
经过再三权衡，他对周恩来明确表示，苏联可以先给中国20个师的武器装备，但苏联空军尚未准备好，暂时无法出动飞机掩护志愿军入朝参战。其实，这是借故推诿，出动空军的准备工作只需3天就可以完成。这一突然变故，令周恩来惊讶不已：友好国家之间达成的协议又单方面改变，于情于理都难以自圆其说。周恩来深知，没有空军的支援，我志愿军入朝参战失去制空权将意味着什么。为顾全大局，也为了不伤和气，周恩来力劝斯大林收回成命。然而，不管怎样劝说和请求，斯大林就是不改变主意。此事不仅重大，而且紧急。身在苏联的周恩来立即将这一变故电告毛泽东，请中央对出兵朝鲜一事再作研究。
10月10日下午，毛泽东主席在中南海颐年堂主持召开政治局紧急会议，再次研究出兵朝鲜问题。大兵压境，发兵在即，斯大林却突然变卦，使本来就艰难作出的决策又面临一次严峻的考验。然而具有无产阶级国际主义精神的中国共产党人，在困难和压力面前，明知征途有艰险，越是艰险越向前，坚定地表示，即使没有苏联的空中支援，我们也要出兵。这进一步显示了中国共产党人对朝鲜人民的深情厚谊和坚定的无产阶级国际主义精神，尽管使中国人民志愿军在美国飞机的狂轰滥炸面前付出了极大的牺牲，其中包括共和国主席毛泽东的儿子-毛岸英。
1950年10月19日，“联合国军”占领平壤。麦克阿瑟因此更加趾高气扬，他吹嘘说要在感恩节前占领全朝鲜，许诺“让孩子们回家过感恩节”。为了兑现其“让孩子们回家过感恩节”的承诺，麦克阿瑟改变了其东西两线部队在平壤至元山朝鲜半岛蜂腰部会合和定州-宁远-咸兴以北地区只由南朝鲜军队作战的计划，命令东西两线部队加快推进速度，分兵多路向中朝边界挺进。
就在麦克阿瑟率“联合国军”和李承晚军分兵向中朝边境冒进之时，北朝鲜开始神奇地出现大量中国军队。1950年10月18日，英雄的中国人民志愿军第13兵团，雄赳赳，气昂昂，跨过鸭绿江，踏上朝鲜领土，开始对美作战。彭德怀这位受命于危难之时的中国人民志愿军司令员兼政治委员也于翌日过江。
志愿军第一批入朝作战部队为12个步兵师，3个炮兵师，约25万人。另外24个师正在调集，作为第2批、第3批入朝作战部队。志愿军入朝前的打算是，先在平壤、元山一线以北，定州、宁远一线以南地区构筑防御工事，进行防守，遏制美军的进攻势头，尔后待机发动进攻。
这时的“联合国军”和南朝鲜军总兵力达42万人，拥有各型飞机1100架，各型军舰300余艘，其中地面部队23万余人，除一部分兵力用于在南方对付朝鲜人民军北撤部队和游击队外，其中用于三八线以北作战的共有4个军10个师1个旅1个空降团，计13万余人。
从10月20日至24日，美军从平壤向北推进了100余公里，距中朝边境最近的地方不足100公里。然而一心速胜的麦克阿瑟仍嫌速度不快，再次命令手下两员大将第8集团军司令沃克和第10军司令阿尔蒙德率部以最快速度全力向中朝边境推进。他的战略意图是：控制边境要地，堵住朝鲜人民军北撤的退路，防止中国军队介入，然后在朝鲜半岛消灭人民军，尽快实现其侵占全朝鲜的计划。
在这种情况下，志愿军已无法先敌到达预定防御地区。敌变我变，志愿军遂决定将原定防御计划改为运动歼敌的方针。由于志愿军秘密入朝，各部均采取夜行晓宿、严密伪装、封锁消息等一系列措施，隐蔽了行动和企图，在敌军日夜不停的侦察搜索下，几十万大军行军一周，竟然未被发觉。“联合国军”和南朝鲜军以为平安无事，放开胆子，长驱直入，兵力逐渐分散，中路南朝鲜军第2军团的第6、第7、第83师突出冒进，东西两线的战役缺口越来越大。这种态势的出现，为我实施运动歼敌创造了有利条件。毛泽东审时度势，当机立断，10月21日两次电示志愿军司令部，尽快完成战役部署，抓住稍纵即逝的战机，打好出国第一仗。彭德怀坚决贯彻执行毛主席的指示，及时调整兵力部署，作好了歼灭敌人的各项准备。