周恩來在接到毛澤東13日的電報后，于當晚約見了莫洛托夫，請他將電文轉(zhuǎn)告斯大林，并征求斯大林的意見。14日，周恩來致電斯大林：“蘇聯(lián)志愿空軍在出動16個團的噴氣式飛機之后，可否繼續(xù)出動轟炸機至朝鮮配合中國軍隊作戰(zhàn)？”另外，蘇聯(lián)志愿空軍“進入朝鮮戰(zhàn)爭，當其與朝鮮人民軍配合作戰(zhàn)時，在雙方指揮關(guān)系上如何解決？”②周恩來還附上了中國政府開出的第一批各種炮及其所屬器材的訂貨單。

斯大林得知中共中央決定出兵朝鮮的最后決定后異常興奮，于14日再次致電金日成：“經(jīng)過搖擺和作出若干臨時性的決定之后，中國同志終于下定出兵援助朝鮮的最后決心。有利于朝鮮的最終決定終于下定了，我為此感到高興。因此，您知道的關(guān)于中蘇領(lǐng)導(dǎo)同志會談情況介紹應(yīng)予撤銷。與中國軍隊出動有關(guān)的具體問題，您需要同中國同志一起來決定。而中國所需要的技術(shù)裝備將由蘇聯(lián)提供。祝您成功。”③

然而，蘇方許諾的空中掩護，是打了折扣的。由于擔心蘇聯(lián)飛行員被美軍俘獲，暴露出蘇聯(lián)參戰(zhàn)的真相，引起美蘇直接沖突，蘇方不打算配合志愿軍在朝鮮地面作戰(zhàn)。蘇方答應(yīng)的空中掩護，只是負責掩護志愿軍的后方，即使等兩個月或兩個半月之后，蘇聯(lián)空軍也不能飛到朝鮮境內(nèi)。也就是說，蘇聯(lián)的空軍不能越過鴨綠江。

斯大林的這個決定顯然對中國出兵極為不利。得知這一消息后，毛澤東并沒有動搖決心。15日，毛澤東以周恩來的名義起草了一封給倪志亮的電報，讓他轉(zhuǎn)告金日成：“即派一位熟悉道路的同志于10月16日到安東接引彭德懷同志和金日成同志會面。”當天，樸憲永奉命來到沈陽，請求中國盡快出兵。10月16日，彭德懷在安東召開志愿軍師以上干部大會，宣布了中共中央的決定。

10月17日，毛澤東再度電告彭德懷和高崗，要他們于18日返回北京，至于出兵時間，“待周18日回京向中央報告后確定為宜”。

10月18日，即在周恩來返回北京的當天，毛澤東主持召開中央會議，在聽取周恩來和彭德懷的匯報后，最終確定了志愿軍入朝作戰(zhàn)的時間。當晚21時，毛澤東電令鄧華等13兵團領(lǐng)導(dǎo)同志：“四個軍及三個炮師決按預(yù)定計劃進入朝北作戰(zhàn)，自明晚從安東和輯安線開始渡鴨綠江?！雹?/p>

19日晚，志愿軍渡過鴨綠江。當斯大林得知志愿軍出兵的決定后感動得掉下了眼淚，連聲說道：“還是中國同志好，還是中國同志好?！贝撕?，斯大林改變了對中國共產(chǎn)黨的看法。這一認識的轉(zhuǎn)變，使蘇聯(lián)加大了對中國援助的力度。整個抗美援朝期間，蘇聯(lián)向中國提供了64個陸軍師、22個空軍師的武器裝備。