十一月一日，二十七军最先由山东泰安一带登车北上；紧跟着，十一月三日夜和四日凌晨，二十军各部也陆续从山东姚村、曲阜、兖州、邹县等车站上车，沿津浦线北上；十一月五日，二十六军从山东滕县出发北上——至此，整个九兵团开始离开山东，继续十月初最初由江浙沿海开始启程的北进行动。
短短几天之内，总计一百多趟次的军列，满载着九兵团各部的兵马、火炮、物资，一趟紧跟一趟排列在由南向北的津浦铁路上，挤牙膏似的被挤到津浦线的北端天津站，从天津站再挤出来后，便呼啸而出，掠过山海关，轰隆隆直奔东北中朝边境。
最初两天，二十军的官兵尚没有“感到什么紧张气氛”：二十七军是兵团的先头部队，在前边出发了；二十军是兵团的后卫，出发时给的命令是“开往东北梅河口一带，整训补充半个月，随后待命入朝”，并且在山东到天津以南的路段，列车“经常停靠，错让商车，走走停停”。“可是一到天津，一改常规，每列军车分成两列，换车头高速行驶，沿途一路不停，所有商车都停车避让。”这个时候，凭着直觉，官兵们也都知道战争已经临近了。
二十军的开进顺序是：五十九师、五十八师、六十师、八十九师和军直，但是列车编组是按每一列车的长度和车皮容积进行的，因此部队的建制单位大都被分割。“前边半个连走了，后边半个连要隔半小时下一趟列车才到”；炮兵更成问题，“火炮上了列车开走一天，装骡马的车厢还不知在哪一列车上”……种种情况，加重了部队紧急入朝的混乱情形。
五十九师最先感受到情况突变的紧张。
六日凌晨，五十九师的前卫团一七六团的列车驶进沈阳皇姑屯车站。凛冽的寒气中，火车站站长前来通知，“要列车最高指挥员到车站通信工区机要室阅报。”当时，五十九师的师长戴克林和政委何振声也在一七六团的列车上，但是“戴克林没有想到战况如此剧变，所以要一七六团团长朱全林去看电报”。朱全林下车到工区机要室，见到九兵团作战处的副处长，说是“奉兵团司令员宋时轮、副司令员陶勇的命令，在这里设立临时指挥部，指挥车运部队”，并给朱团长看了军委转发志愿军首长的急电，内容是命令九兵团火速由辑安、临江等地入朝。朱团长还问了一句：“那前头二十七军呢？已经入朝了吗？”对方告知，由于兵团前卫二十七军已开向安东，一时不及调转，所以兵团决定“二十军由后卫改为前卫，立即由辑安方向入朝”。
朱团长接令后，返回列车，向睡意朦胧的戴克林师长报告：“兵团命令立即入朝……”
戴师长一听“立马睁大眼，睡意全无”，“他是个结巴子，越急越结巴”，瞪着眼睛对朱全林说：“什么……立即？开、开、开什么玩笑？你、你小子……”
当戴师长很快搞清是怎么一回事后，“立即不结巴了”，断然下令：向辑安开进！
在一七六团之后，紧跟着一七五团政委沈云章带的一列车。沈云章也遭遇到这种情况的突变，不过，他却能“处变不惊”——
“到沈阳皇姑屯时，兵团指挥部派人把我们列车拦下，上来人问我们的番号，问谁是列车上的最高指挥员，命令我们这列车立即从辑安过鸭绿江。我问他，这是哪一级的命令？我们接到的命令是去梅河口换装。他说他是兵团的作战处长，说你们二十军的计划变了，不在梅河口整训补充了，直接开辑安入朝！我说要我们入朝可以，可我有几个问题……”
若干年后，沈云章仍然为自己当时能在“那么紧急的情况下，临危不乱”，“很沉着地一连提出好几个问题”而感到得意。
“我问他几个问题：一是有没有朝鲜地图？他说有，当时让手下人给了我一大捆；二是有没有翻译？他说无法解决；第三个我问他：后勤保障怎么办？钞票？粮食？冬装？过了鸭绿江是不是要花朝鲜币？他说粮食到通化办，其他没办法；至于朝鲜币，他说他自己都没见到过，不过他告诉我：放心吧，一时半会儿还没处花钱呢！最后我问他：我们的任务是什么？他说，要确保朝鲜的江界！我问他，那么敌人离江界还有多远？他说不知道，让我们开到江界再听令……”
几个问题问过之后，沈云章所带的列车便“很快离开沈阳”。在经过通化的时候，“到站台上搬大米，没麻袋的就把军裤扎起来装大米”，然后直奔辑安……
五十八师在五十九师之后，过天津的时候，他们就感到了“气氛异常”。五十八师第一列车是一七二团的，师长黄朝天和副政委朱启祥带师指挥所也在这列车上。五日凌晨，天已亮了，五十九师的列车已全部过了天津，五十八师第一列车进站加水。“天色微明，几个干部下车散步时大吃一惊！”原来，车站建筑物墙上贴满了红红绿绿的标语，写着“抗美援朝保家卫国”一类口号——这是大家在公开场合第一次见到这些标语。“入朝作战不是高度军事机密吗？怎么公开了？”几个干部慌忙上车来向主管政治工作的朱启祥副政委报告，“朱副政委立时醒了盹儿，惊叫一声就一把掀开被子坐起来。”朱启祥琢磨，在曲阜听朱总司令动员报告时，他还讲暂不公开宣布志愿军入朝的，现在看来是提前宣布了！朱启祥当机立断，决定立即通知各团开展入朝作战的动员讨论，“派人到车站买报纸，越多越好，叫警卫班发到每一节车厢，阅读讨论。”当天的《天津日报》第一版登了《各民主党派联合宣言》，第四版登了中宣部宣传处长廖盖隆的文章：《仇视美帝、蔑视美帝、鄙视美帝》，朱启祥一看，“非常高兴，说有这个材料就行了，就搞这个‘三视’的教育讨论，派个人，等在车站上，一列车一列车地通知下去……”
由于有了思想准备，六日凌晨列车在沈阳皇姑屯被截，通知让列车指挥员到车站通信工区机要室阅读电报时，黄朝天师长决定亲自下车去看电报，“他觉得这种传达命令的方式很特殊，于是披衣坐起，下车时身后满车厢的鼾声。”
出发之际，五十八师接到“九兵团作字第六号命令”，要该师开抵吉林梅河口地区集结，进行短期整补后待命入朝。命令写得很清楚：“短期整补。”但是现在，黄朝天师长在沈阳皇姑屯车站看到的是中央军委要九兵团立即入朝的命令；兵团作战处的一位副处长还当面向他传达了兵团首长的指示，要五十八师立即从辑安入朝。这令他感到分外突然。要知道，那天凌晨，黄朝天披着一件旧日本军大衣，尚且感到十一月上旬的沈阳“冷风扑脸，寒气凛冽”，而他所率领的师团，“部队还穿着温带较薄的棉服，头戴大盖帽，脚蹬力士鞋；山地战的训练刚刚开了个头；师炮团尚未组成，只有个筹备小组，还是原来师炮营的装备；特别是从山东出发上火车前，补入的国民党起义部队及济宁地方武装十七团的五千多士兵还没有整训……”想到这些，黄师长“显得忧心忡忡，好像突然间被忧虑压得老了好几岁”，在返回列车时，“走在月台上步履有点蹒跚不稳的样子。”
五十八师一七三团分乘三个列车。副政委项远和副团长林政明带该团一营编组为一个列车。项远记得“到天津时是早晨，站台上一个参谋模样的军人喊我们到车站指挥所受命。我和林副团长去了，报告了一七三团一营番号及人数，然后给了我们一张当天的《天津日报》，登有《各民主党派的联合宣言》，让我们组织学习讨论，开展入朝动员。我们就在车上念报纸，一个车厢一个车厢动员。有的战士指着列车外边的大烟囱说，美帝打进来，烟囱不冒烟了，新中国怎么建设？”
后来，项远带的这列车到了沈阳。“一到沈阳皇姑屯，车一停，有人上来，要列车指挥员跑步到车站兵团临时指挥所。我们跑步去了，说你们的车通化不停了，直接到辑安受命；后来是晚上十点左右到的辑安，给我们两小时清理物资、轻装，每人发一斤饼干、一斤馒头干儿，说马上过江，两小时过不了江执行纪律。”
六十师在五十八师之后，师长彭飞是在列车上读的电报。“大概是过了山海关以后，夜里，我跟师长坐最后一节闷罐上，”六十师司令部作战参谋刘决时记得当时的情形，“闷罐车上没灯，人们都睡觉，路边有人送电文上来，让彭师长看。我打开手电筒给师长照着，师长看完了，我也看完了，就知道我们要迅速入朝了。后来经过梅河口、通化到了辑安；路上补发棉衣，是温带的南方薄棉衣——在山东没来得及发齐，都堆在铁路边，自己去拿。我拿了棉衣，拿了一顶棉帽……也有人没弄到棉帽，就匆匆过了江……”
八十九师在二十军各师最后面，他们是在山海关就接到了总参谋部直接下达的入朝作战命令。“下达命令的方式也很特别：列车刚进车站尚未停稳，只听车站广播大喇叭高喊着：‘请列车上最高首长下来！请列车上最高首长下来！’列车上首长下来后，有位总参谋部的参谋便来带领到车站临时指挥所接受命令”。同时，站台上另有些干部“便告诉各个车厢，你们看站台上有什么就搬点上车吧”。师机要参谋周振华所在的那节车厢上，大家“七手八脚从下边搬上来两个不大的木头箱子，打开一看，一箱是饼干，一箱是发黑的萝卜干，此外别无他物了……”
不少人得到的都是类似周振华这节车厢得到的“极为简单的补充”，原定的到吉林梅河口整训换装，变成了“看站台上有什么就搬点上车”这种随意性的简单补给。
五十九师一七六团一营机炮连的三排长王宪丰说，他们的车开到沈阳后，“停了五分钟，站台上有人朝车厢上扔了点大米和饼干，车就又开走了，一直开到鸭绿江边大山洞，晚上渡江……”这个连的指导员陈兰风乘坐的列车情况好些，他们“弄到了少量的棉帽”——“列车到沈阳火车站，不让下车，让把戴的大盖帽扔车下边，下边给扔上来一些棉帽，棉帽不够，车就开走了。有的战士扔了大盖帽却没拿到棉帽，光着头过了鸭绿江……”
五十八师一七二团三营副营长吴国祥的车遇到的情况几乎和王宪丰一模一样：“到沈阳车站不下车，下边给我们搬上来两箱饼干，就开走了，进了朝鲜，衣服都是南方的……”
二十军军直属机关的列车开到沈阳时，东北军区副司令员贺晋年“受总参谋部的委托，来了解二十军入朝的准备情况”，二十军副军长、独臂将军廖政国“在车站向他做了简短汇报”。贺晋年见到二十军穿着“薄薄的南方棉衣、大沿帽、黄胶鞋，就要入朝，惊讶不已”，“大张嘴半天没合上。”后来，贺晋年叮嘱廖政国，要他把列车在沈阳站多停留两个小时，贺晋年立即返回东北军区机关，动员干部战士把身上的皮帽、皮靴、大衣都脱下来，紧急送到火车站。“这样，我们有些部队领到了一些，但总的数量大大不足。”
其他方面的准备也极仓促：
在开往朝鲜的列车上，五十九师一七六团一营召开营党委会，吸收营部卫生所医生孙盛渭参加。“当时急救包一个没有，营长急了，马上要入朝打仗，没急救包怎么办？我给营长出主意：两个人盖一条被子，抽出一条被子撕开做绑扎带；用干部的蚊帐做纱布——利用停车吃饭时间，把蚊帐开水消毒，解决急救包……”
五十八师的后勤物资和马车、马匹等都在后边列车上，部队脱节，“建制都乱了，部队到一个营入朝一个营，到一个营过一个营。”一七三团副政委项远说，“一切太突然，来不及搞。后勤在火车上拆掉棉被做绷带，车停了找地方消毒，但也解决不了多少。”
六十师司令部医务室医助周孝颖说，各单位本来都有急救包，但那是打台湾用的，“从崇明出发上山东以前就都上交了”，后来紧急入朝，没急救包，“就把棉衣棉裤拆开，拿出棉花，把被子也撕掉，搞急救包。”他记得非常清楚，车到辑安时，“下去买了一斤酒精，进入朝鲜后再没补充，一直舍不得用……”