在检查东北边防军准备工作的国防会议上，和9月5日，毛泽东在中央人民政府委员会第9次会议上，都曾指出，美国在军事上是一长三短：一长是钢铁多。三短是战线太长，从欧洲的柏林到亚洲的朝鲜，首尾难以相顾；运输线太长，要横跨大西洋和太平洋；战斗力太弱，不如德国军队和日本军队。除此，美国的盟国西德和日本在第二次世界大战战败后尚未武装起来，英国和法国在第二次世界大战中已伤了元气；美国虽然握有原子弹，但苏联也有原子弹，并且原子弹不能轻易使用和不能决定胜负。中国困难虽多，但东北边防军已作了必要准备，并已调集了二线部队；中国军队占有数量上的优势，经受了20多年革命战争的锻炼，官兵团结，凝聚力强，特别能吃苦，特别能战斗，团以上指挥员多数是身经百战的老红军、老八路，人民解放军向来有以劣势装备战胜优势装备之敌的经验；中国是反抗侵略，进行的是正义之战，有中国人民和朝鲜人民的全力支援，并且中国共产党和中央人民政府在中国人民中有极高的威信，具有强大的号召力和组织力；中国已同苏联签订了《中苏友好同盟互助条约》，有苏联为后盾，可获得苏联的物资支援等等。

    同时也看到，朝鲜问题对于中国来说，不单是朝鲜问题，连带的是台湾问题。美国与中国为敌，它的国防线放到台湾海峡。它侵略朝鲜，我们出兵去管，从国家安全和和平阵营的安全来说都是有理的，而美国是无理的。

    中央政治局会议全面分析权衡了利弊，全面分析研究了参战的困难和有利条件，意见终于达到一致，遂于5日作出了组成中国人民志愿军，“抗美援朝、保家卫国”的重大战略决策。在边防军组成时，军委就决定粟裕任边防军司令员兼政治委员，但粟裕身体有病，未到职，中央和军委考虑在边防军出动时，再由粟裕出任统帅。但粟裕身体未康复。因边防军部队都是第四野战军的部队，在改为志愿军时，中央和军委也曾考虑，由第四野战军司令员林彪出任统帅，但林彪身体也有病，不能挂帅出征。所以中央决定由彭德怀担任志愿军司令员挂帅出征。同时决定，志愿军于15日出动，由彭德怀和高岗召集志愿军高级干部会议，研究布置。

    6日，周恩来受毛泽东委托，召开了有朱德、陈云、高岗、彭德怀、林彪、聂荣臻、杨尚昆、罗瑞卿、薄一波、滕代远以及军委各总部、各军兵种领导人参加的军事会议，周恩来、朱德都在会上作了讲话，对志愿军入朝作战事宜作了研究和部署。

    在中共中央政治局作出出兵决策后，毛泽东也接到了斯大林于莫斯科时间（比北京时间晚5个小时）10月5日发来的电报。斯大林显然对毛泽东10月2日通过罗申转给他的电报发生了误解，认为中国不准备出兵援朝而加以劝说；同时明确表示：如果美国发起大战，不但中国将被拖入战争，而且苏联也将被拖入战争，这需要害怕吗？我认为不需要，因为苏联同中国签有互助条约，我们两国在一起将比美国和英国更有力量。“如果战争不可避免，那就让他现在就打，而不要过几年以后”。7日，毛泽东复电斯大林，告诉他中共中央已经作出了出兵决策，并且决定第一批出动9个师而不是6个师，还告诉他，立即派周恩来和林彪前去通报中共中央决策情况和与斯大林详细讨论有关问题。

    根据中共中央政治局的决策，10月8日，毛泽东以中国人民革命军事委员会主席的名义签署了组成中国人民志愿军的命令。命令全文如下：

    彭高贺、邓洪解及中国人民志愿军各级领导同志们：

    （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，着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。