11日金日成首相以誓死保卫祖国的决心向朝鲜全国发表广播说：“今天我们最重要的任务是用鲜血保卫祖国的每一寸土地。”
10月13日下午，主席再次在中南海颐年堂主持了中央政治局紧急会议，彭德怀在会议上汇报了三个问题：（1）与朝鲜代表朴一禹会谈的内容。（2）当前侵朝“联合”兵力部署和动向。（3）志愿军各部备战情况和存在的亟待解决的问题。
经彻夜会议后，政治局同志一致认为，即使没有苏联空军的支援，也必须立即出乓援朝。
会议号召要自力更生，发扬我军历史上以劣势装备战胜优势装备敌人的丰富经验，克服各种困难，即刻入朝迎击冒犯之敌。
聂荣臻元帅在回忆主席在政治局会议上对是否出兵援朝作战时写道：“对于打不打的问题，同志也是左思右想，想了很久。
同志对这件事确实是思之再三，煞费心血的，最后才下了决心。中央作出最后决定后，彭德怀为防止部队对出兵援朝产生怀疑和松懈情绪，立刻在中南海给与他同机飞回北京正在军委作战部待命的成普打电话，让他给志愿军参谋长解方发出急电，要求志愿军各部仍要继续作好出国准备。”
就在13日政治局会议结束后的当晚，给仍在莫斯科的周恩来发了火急电报： 与政治局的同志商量结果，一致认为我军还是出动到朝鲜为有利……
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，让敌人再压至鸭绿江边，则对各方却不利，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。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。
政治局紧急会议结束后，还与高岗、彭德怀进一步研究了志愿军出国时间、渡江方案，以及东北对志愿军后方供应保障问题。
14日清晨，由于天气不好，飞机飞行有困难。根据的指示，高岗先乘火车离京返回沈阳，立即召集志愿军、东北军区和东北局的负责人开会，传达了政治局的最后决定。宣布立即作入朝的各项准备，并决定准备召开参战部队师以上干部动员大会。
14日全天，与彭德怀又详细研究了志愿军的出兵和作战方案，最后确定志愿军各部于10月18日或19日分批渡江，先在平壤以北适当山岳地区组织防御，待机歼敌。
10月14日21时，将中央政治局10月13日作出的关于立即出兵援朝的决定和第一步作战方案电告周恩来，其要点如下：
（1）我已告彭德怀在他到德川研究情况后，在平壤至元山铁路线以北，德川、宁远公路线以南地区构筑两道至三道防御阵地。如敌来攻，则在阵地前面分割歼灭之；
（2）美军进攻到平壤需要时间，由平壤再向德川进攻又需要时间；
（3）我军决于10月19日开动，全军26万人渡过鸭绿江需要10天时间；
（4）为准备在11月内在敌进攻德川区域时，打一个胜仗，我们决定12个步兵师3个炮兵师均开进为好；
（5）在我军开进修筑工事期间，朝鲜人民军方面还是继续抵抗，尽可能迟滞美伪军前进为有利。
为什么将上述决定告知周恩来？因为“斯大林本来希望我们出动6个师”而中央根据彭德怀的建议改变了原来的方案，将12个步兵师和3个炮兵师及战车团、高炮团、工兵团等全部出动。中央认为这种改变出兵方案，有必要通告苏方，以便苏联方面了解我国出兵情况，从而尽快解决中国人民志愿军的困难。
10月15日清晨，彭德怀乘飞机自北京飞回沈阳。这一天他在沈阳一面部署志愿军出兵援朝的各项准备工作，一面又利用短暂时间视察了鞍山钢铁厂和沈阳兵工厂。因为他知道东北是我国重工业基地，打仗要靠重工业，战争的胜负，除了人是主要的因素外，武器是重要的因素。
当他在沈阳参观了刚试制生产的六管火箭炮实弹射击后，又惊又喜地称赞工厂的负责同志说：“你们工作很有成绩！我们也有自己的火箭炮了。”他还亲切地鼓励职工们加紧生产，支援前线，要在技术上精益求精，并指示工厂领导要采取措施，改善工人的生活条件和劳动条件。
15日，由于敌军已全面开始围攻平壤，平壤危在旦夕。金日成首相特派副首相兼外务相朴宪永前来沈阳会见彭德怀。朴向彭说明敌军已逼近平壤，金首相要求中国尽快出兵，并希望与彭德怀同志早日会面，彭德怀告诉朴：“我们中央已最后决定，预定自10月19日开始，部队分批渡江，希望人民军继续阻击敌人，迟滞敌人，我同高岗今天要赶赴安东，去布置13兵团部队渡江汁划……”。
