午4时，印度驻中国大使潘尼迦又到我国外交部转交了英国外交大臣贝文致我国外交部部长周恩来的电报，称：“如果北朝鲜不愿放下武器，那么‘联合’统帅将无他途可循。”面对敌人大军压境威胁恫吓的情况，金日成首相于10月10日紧急召见我国驻朝鲜临时代办柴军武同志，明确表示：“我们决不会放下武器，决不会投降，我们要抵抗到底。”
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，