在达成关于谈判议程协议的同一天，谈判进入关于军事分界线问题实质性的讨论。

    中朝方面把关于军事分界线问题的谈判，看成是谈判各项议程中的核心问题。根据美方在关于议程的谈判中毫无诚意并横生枝节的表现，估计到关于军事分界线问题的谈判会更加艰难，会有一场更为激烈的舌战。正像预料的那样，美方代表团完全不讲理，几乎不是在谈判，而是在炫耀武力。

    在关于军事分界线的实质性问题谈判中，朝中代表团再次提出了以三八线为军事分界线的建议，并阐述了这一建议的合理性，指出：三八线是举世公认的军事分界线，是历史事实，也是停战谈判的基础；战争所以爆发，正是因为交战的一方首先破坏了三八线的分界线，要表明双方停战的诚意，就必须确定以三八线为军事分界线；1951年1月以来，双方的战线4次摇摆于三八线南北地区，这表明该线基本上反映了双方的军事实力，目前双方在三八线南北所占地区略近相等，并且在实际停战以前，战线仍是不稳定的。因此，以三八线为双方军事分界线，是合理的，是符合历史和双方实际情况的。美国当局在谋求谈判时，也有过这样的表示。

    然而，美方代表团认为朝中代表团在关于议程问题的谈判中一再让步是软弱的表现，因此显得更加傲慢无礼，不但置美国当局曾做过的表示于不顾，坚决拒绝朝中方面以三八线为军事分界线的合理建议，而且狂妄地炫耀其海空军“优势”，无理地要求这种优势要在军事分界线的确定上得到“补偿”。

    美方首席代表乔埃，在7月27日的谈判会中说：地面部队的战线，不能反映双方军队的实际力量，“联合国军”具有海空军“优势”，“贵方对海空军的威力是充分领会的，因此，必须对海空军部队给予地区作战的影响以适当的估计”，“‘联合国军’以其空军力量与海军力量所控制的广大区域，它包括了全部北朝鲜从目前军事接触线直至鸭绿江和图们江，你方在朝鲜没有可以相比拟的地位，换言之，你方将部队撤到大致通过平壤与元山的线以北时，所放弃的优势将完全比不上‘联合国军’将其空军与海军力量从北朝鲜撤退时你方所获得的优势”。28日，乔埃在谈判会中又说：“在选择非军事区时，我们必须要考虑地形和联合国陆海空军的潜力。但是，我方已经提议撤退我方的海空军，为了这些让步，我方应得到补偿。”为此，美方代表团还标定了一份他们所要求的军事分界线的地图，将军事分界线划在了志愿军和人民军后方数十公里的地区。按这条军事分界线，志愿军和人民军将从当时的双方实际接触线退出1.2万平方公里地区。

    对此，28日，毛泽东致电李克农并告金日成、彭德怀，同时也通报给了斯大林，指出：

    （一）乔埃发言狂妄荒谬，完全是战场上的叫嚣，并非在谈判停战。你们准备的发言，必须首先质问其有无谋和诚意，是谈判停战，还是在准备扩大战争的根据，然后再痛驳其所谓海空军给予地面作战的影响及地面停战而海空不停战的奇谈。前者，有去年败退至大邱、今年败退至南汉江的两次战例，可证明海空军给予地面作战的影响如何；后者，如对方真有此想，宁复有丝毫谋和诚意。

    （二）从乔埃的发言看来，我方在目前必须坚持以三八线为军事分界线的主张，并以坚定不移的态度，驳回其无理要求，才能打破敌人以为我可以一让再让的错觉。对于这一点，可以让它争论下去，也许要僵持几天，敌人才会重新考虑。如果敌人决心在这个问题上破裂，发表出去，他将完全陷于被动。

    据此，在28日的谈判中，朝中代表团对美方的狂妄无理，进行了针锋相对的驳斥。8月1日，毛泽东再电李克农并告金、彭指出：这个问题双方争论已达六日之久，“我方理直气壮，已取得有利形势