彭德怀当然另有一番考虑。首先，斯大林在10月1日建议中国出兵的电报中明确表示，志愿军“当然由中国的指挥员统率”。其次，在朝鲜的所见所闻，实在令人对朝鲜人的军事指挥能力担忧。彭德怀在给中央军委的电报中反映，“朝鲜党征兵问题异常严重，16-45岁男子全部征调入伍。入伍工人家属无人过问，一般群众没饭吃。一切无长期打算，孤注一掷的冒险主义从任何方面都可以看到”：“军事指挥异常幼稚，19日下令死守平壤，结果3万人未退出多少”；朝方“虽同意在人民军中开展党的工作和政治工作，但不同意建立政治委员制度”等等。后来彭曾对柴成文讲：“我要对中朝人民，对几十万士兵负责啊！”因此，在彭德怀看来，根本不存在将中国军队交给朝鲜指挥的问题。至于对朝鲜军队的指挥，一则不了解朝鲜方面的主张，二则人民军主力部队已经溃散，新兵正在中国境内整训，尚无法直接参与军事行动，此时还不宜提出。于是，当10月21日彭、金在大榆洞第一次会面时，双方均未提出统一指挥问题，只是在谈到两军如何配合时，金日成同意派朴一禹驻彭处保持联络。
10月25日中共中央正式任命朴一禹为志愿军副司令员兼副政委，党委副书记。
随着战事发展，两军统一指挥的问题渐渐提到议事日程上。在第一次战役期间，彭德怀屡次报告，因中朝之间缺乏协调——语言不通、地形不熟、朝鲜党政军民撤退堵塞道路等等，“志愿军行军作战受阻”。特别是还多次发生人民军误击志愿军的事件。如11月4日志愿军第39军在博川东南围攻美第24师时，遭到奉命向顺川挺进的人民军坦克师的误击，致使被围之敌逃脱。在物资供给、交通运输等方面，由于没有统一的协调指挥，也出现了混乱的局面。
为此，彭德怀通过北京委托中国使馆人员向金日成提出作战中的协调统一问题，希望人民军总部能够靠近志愿军总部。11月7日彭又请朴一禹面见金日成，反映几个问题。但商谈3天的结果令人失望：1、开辟敌后战场问题，由于什特科夫坚决支持中国方面的主张，决定派方虎山和崔仁两个军团深入敌后，金日成对此勉强同意。2、两军配合问题，金日成坚持只派参谋担任通信联络，交换情报，既不同意两军总部靠近，更不同意采取联合的形式。3、朝鲜严重虐待俘虏，甚至殃及英、美使馆人员的问题，彭德坏对此婉转地提出了意见，金日成收下彭介绍中国战俘政策的亲笔信后，未置可否。4、对待逃避兵役的朝鲜平民问题，金日成同意志愿军帮助召回逃跑者，但实际上准备以反叛罪名对这些人进行武装围剿。在此期间，彭请求中央军委转告金日成，人民军第6师尚有6200多人，且已同志愿军125师会合，希望让该师留在当地协同志愿军作战。但金坚持将该师调走了。后第7师5000余人又与125师会合，彭再次提出留下该师，金日成则不予答复。此外，朝方和驻朝苏联军事顾问还反对彭德怀提出的后撤几十公里设伏的第二次战役作战方针，主张志愿军应继续向清川江以南追击敌人。
所有这些问题的核心是军队指挥权的归属。为了解决问题，毛泽东决定一方面请中朝两军最高指挥官直接面谈，协调双方立场，一方面向莫斯科反映意见，以求得到支持。
11月15日，金日成和什特科夫应邀来到志愿军总部，高岗也专程从沈阳赶到。会谈一开始，性情直率的彭德怀便提出了两军必须统一指挥的问题。高岗也解释说，朝鲜半岛地域狭窄，战役上没有统一指挥不行。什特科夫明确表示应该由中方统一指挥，并批评人民军以最好的苏联装备打了败仗，而赞扬志愿军以劣势装备消灭了大量敌军，认为对中方指挥的正确性不应存在任何怀疑。但金日成在发言中只介绍了人民军的情况，而对指挥权和有关政策问题却闭口不谈。情急之下，彭直接提出了自己设想的方案，即由金、什特科夫和他本人组成一个三人小组，负责对军事问题进行协商和统一指挥。对此建议，金日成未置可否，什特科夫因未请示莫斯科，也不便表态。最后决定，待第二次战役结束后召开会议再行讨论。
毛泽东在11月13日给斯大林的电报中转述了彭的建议：“希望金日成同志和什特科夫同志能常驻前方，并由金日成、什特科夫、彭德怀组织三人小组，负责决定军事政策，包括建军、作战、正面战场和敌后战场以及与作战有关的许多现行政策，求得彼此意见一致，以利战争进行。我们同意这个提议，现特电告，请求您的指示。如您认为可行，即请由您处向什特科夫同志和金日成同志提出为妥”。毛泽东特别指出：“现在的重要问题是朝、苏、中三国在那里的领导同志们能很好的团结，对各项军事政治政策能取得一致的意见，朝鲜人民军和中国人民志愿军在作战上能有较好地配合，并能依照您的提议有相当数量的朝鲜军队和中国志愿军混合编制在一起（保存朝鲜军队的建制单位），倘能如此，胜利是有把握的。”17日，毛泽东致电彭、高说，斯大林已回电，完全赞成由中国同志来统一指挥，并将电告金日成和什特科夫。另外，苏联驻中国军事总顾问扎哈罗夫也赞成统一指挥。毛泽东要彭观察金日成的反应。
鉴于莫斯科已表明态度，金日成便提出要去北京与毛泽东商谈。在12月3日的会谈中金说，斯大林有电报指示中朝军队应统一指挥，因中国志愿军有经验，应由中国同志为正职，朝鲜同志为副职，朝鲜劳动党政治局会议对此已同意。随即，毛泽东告以中国方面推彭德怀为司令员兼政委，金日成提出金雄为副司令员，朴一禹为副政委，并确定以后联合命令即由彭、金、朴三人署名，对志愿军的单独命令仍照以前署名不变。联合司令部成立以后，凡属作战问题及前线一切活动均归其指挥，后方动员、训练、军政、警备等事则由朝鲜政府直接管辖，但联司得向后方提出要求和建议。联司下仍分为两个机构：志愿军司令部和人民军参谋部，合驻一处办公。联司的建立对外不公开，仅对内行文用之。铁道运输、修理亦划归联司指挥。会谈后周恩来起草了《中朝两方关于成立中朝联合指挥部的协议》。金日成返回朝鲜后，7日同彭德怀再行商议具体事宜，所谈甚为融洽。双方商定数日内组成联合司令部，金保证今后不再直接干预军事指挥，而且接受了中方的建议，取消此前对人民军第3军团的部署，令其就近听从志愿军9兵团宋时轮指挥。彭德怀对此表示满意，并反复指出，“人民军勇敢、顽强的精神和一套严格的苏军军事管理制度，是值得学习的”；指令9兵团干部，应以学习的态度去了解第3军团的情况，可以“根据实际情况相机介绍中国建军中的各项政治工作和地方工作经验”，但如与对方的原有制度有矛盾，“切不可生硬搬运”。
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