然而，战事的拖延使中国领导人越来越感到必须做好出兵援朝的准备。8月11日，已经集中在东北的第13兵团根据毛泽东的指示召开了所属各军、师干部会议。高岗在会上充分阐述了准备出国作战的目的和意义，提出必须主动地、积极地援助朝鲜人民，帮助朝鲜人民解放，使朝鲜成为独立、民主、统一的国家：“到朝鲜去是以志愿军的名义出现，穿朝鲜服装，用朝鲜番号，打朝鲜人民军的旗帜，主要干部改用朝鲜名字”；各项准备均应专人负责，严格检查，限期完成。8月19和28日，毛泽东两次与来华帮助修订和出版《毛泽东选集》的尤金院士长谈，其中特别谈到，如果美军继续增兵，仅靠北朝鲜是对付不了的，他们需要中国的直接援助。只有这样才能打败美军，推迟第三次世界大战的爆发。而最新情报表明，美国决心大规模增加在朝鲜的兵力。中国领导人也直接提醒朝鲜方面对战争要做好最坏的准备，尽管没有明确提出中国出兵的问题，但言外之意是可以领会的。毛泽东在8月和9月初两次接见朝鲜代表李相朝讨论战争形势，指出人民军的错误在于没有建立足够的预备队而是全线平均分配兵力，不去歼灭敌人而只想击退敌人夺取领土。毛泽东还特别指出，仁川-汉城和南浦-平壤这样的主要枢纽地区可能遭到敌人袭击，应考虑到将来退却和重新部署兵力的问题。刘少奇也指出应当让人民作好战争可能旷日持久拖延下去的思想准备。
对于中国方面的建议，甚至包括苏联军事顾问的警告，朝鲜领导人置若罔闻。究其原因，第一，对战局的估计过于乐观。当9月4日柴成文直接向金日成提出战争正处于胶着状态时，他很有信心地说，釜山战役已经开始，当精干的突击部队上去后，就会打破僵局；当问道美军有无可能在后方登陆时，金日成肯定地回答：“我们估计美军目前反攻尚不可能，他没有较大兵力的增援，在我后方港口登陆是困难的。”第二，普遍存在着速胜论和冒险主义倾向。
柴成文报告说，朝鲜领导人开始没有考虑到美国出兵，预计一个月结束战争。及至美军参战后，又提出“八一五前解决问题、8月要成为胜利月”等口号。从动员大批技术工人和学生入伍，以及人力、财力严重浪费等情况可以看出，完全是孤注一掷的拼命打算。9月10日，柴成文回国汇报后再次返回平壤，并按照周恩来的指示紧急向金日成报告，希望朝鲜军队考虑战略退却的问题。金日成的回答是：“我从未考虑过后退。”
在当时的种情况下，如果中国军队及时出动，无论是在后方防御美军登陆，还是在釜山前线协助进攻，都会明显地影响战局发展。然而，由于中朝双方对战争局势的判断和战略安排存在重大分歧，即使没有其他的原因（如金日成对中国出兵心存顾忌），朝鲜方面也不会考虑请中国出兵援助的问题。
麦克阿瑟的仁川登陆成功以后，局势立即发生了严重变化，中国领导人感到派兵赴朝参战已经不可避免。9月18日，周恩来会见了苏联大使和军事顾问。周恩来首先询问了朝鲜战局的情况，并抱怨说，中国领导人除了报纸上公布的材料和平壤电台的报道外，不掌握任何情况，甚至驻平壤的中国大使也收不到关于军事形势的作战通报。周恩来还指出，在军事问题上同北朝鲜领导人的接触很少，中国方面根本不了解朝鲜人民军的作战计划。中国曾试图派一些高级军事干部去北朝鲜观察战场形势，可是至今没有收到平壤的任何答复。周恩来建议，如果人民军没有足够的预备队，就应将主力北撤，并建立突击部队以备万一；应当利用西方对中国和苏联参战的恐惧心理，“采取能证明我们意图的步骤”。罗申答应立即报告莫斯科，还建议派一位负责干部去朝鲜弄清情况，消除误会。20日莫斯科答复，朝鲜方面没有向北京提供军事情报是“不正常的”，但原因是他们没有经验。至于目前的军事部署，同意中国提出的朝鲜人民军主力北撤的建议。
9月21日刘少奇进一步向罗申表示，中国军队士气高昂，如果需要，他们愿意，也有信心打败美军。中国领导人认为，如果美国威胁到北朝鲜的生存，中国必须帮助朝鲜同志。同日，周恩来告诉罗申，除了金日成表示“朝鲜人民准备长期作战”的讲话外，北京还没有收到平壤的其他消息。尽管斯大林派往朝鲜的私人代表扎哈罗夫大将也曾劝说金日成向中国求援，但朝鲜方面对此始终毫无反应。直到9月28日朝鲜劳动党中央政治局召开紧急会议，才做出请求苏联和中国出兵的决定。经过激烈的争论，政治局一致认为，汉城陷落后已无法阻止联合国部队越过三八线；如果他们越过三八线，朝鲜人民军残余部队也无法进行有效的抵抗，战争将在很短时间内结束。北朝鲜领导人一致同意要求苏联和中国提供直接的军事援助，并通过了递交斯大林和毛泽东的两封正式信件。即使如此，朝鲜领导人也是先试探莫斯科的态度。第二天，金日成就如何向斯大林求救而征求苏联大使什特科夫的意见，在什特科夫对此采取回避态度后，感到“混乱、失落和绝望”的金日成和朴宪永不得不硬着头皮给斯大林发出了信件。10月1日斯大林回电表示，提供援助的最好形式是派遣志愿军，而且首先需要同中国商量。万般无奈的金日成于当天深夜紧急召见中国大使，要求中国尽快派已集结在鸭绿江边的第13兵团过江，支援朝鲜作战。
根据上述情况分析，朝鲜领导人从内心是拒绝中国直接提供军事援助的，分析个中原因，大概有两个方面，其一是金日成过于自信，对局势的估计也过于乐观；其二是中朝两国历史上存在的特殊关系使得朝鲜领导人对于中国出兵有某种担心和忧虑，所以金日成宁可依赖苏联也不愿中国插手朝鲜事务。这两个问题在中国出兵朝鲜以后仍然困扰着中朝关系。
中朝军队的指挥权问题
虽然由于中国领导层内部的意见分歧和苏联在出动空军的问题上犹豫不决，10月1日至18日期间，中国派兵赴朝作战的行动一再受阻和出现反复，但毛泽东本人的决心从来没有改变。在周恩来赴苏与斯大林讨论武器装备和空军援助的问题时，中朝已经开始商谈中国出兵的具体事宜了。
不过，因情况紧急，双方并未就出兵后的指挥、通信、补给、运输等一系列问题进行讨论，更没有达成任何协议。10月8日毛泽东即致电金日成，通知中国已决定出兵，并要朴一禹到沈阳与彭德怀和高岗商议志愿军入朝诸项事宜。当日黄昏朴赶到沈阳，但并未谈及志愿军入朝的具体事项，只是根据金日成的要求，称美国正在朝鲜继续增兵，催促中国部队立即出动，控制咸兴和新安州。至于后勤问题，仅提出志愿军入朝后一律使用朝币，以后再按比值偿还，所用柴草一律由当地政府采购，按市价提供。朴一禹还说，目前金日成在德川，金的意见是志愿军的指挥所也设在那里。这就涉及到了对中朝军队的统一指挥问题。
据柴成文观察，金日成开始的想法比较简单，即在敌情紧迫的情况下，请求中国出动军队帮助朝鲜顶一阵，这样，军队的指挥权自然要由朝鲜领导人掌握。当他得知中国准备派几十万部队分批入朝作战后，才感到事情重大。显然，由朝鲜人来指挥中国军队是不现实的。因此，金日成只是提出双方指挥所合在一起。
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