由于没有空军掩护，毛泽东决定初期只与南朝鲜部队作战。第二天毛泽东又致电周恩来，通报了具体的作战部署和方案，并说明志愿军出动的日期是10月19日。这是毛泽东第三次下决心出兵朝鲜。

10月15日，平壤告急，金日成派朴宪永到沈阳会见彭德怀，要求中国尽快出兵。彭德怀告诉他，中国已作出最后决定，预定10月18日或19日部队分批渡江。同日，毛泽东致电高岗和彭德怀，要求志愿军出动日期提前。电报说我军先头军最好能于17日出动，第二个军可于18日出动，其余可在尔后陆续出动，10天内外渡江完毕 。彭、高接电后即于16日上午赶到安东，召集了师以上干部会议，宣布中央决定，并提出渡江后的战术要求。

然而，就在中国军队箭已上弦，不得不发之时，莫斯科方面的情况又有变化。斯大林得知中国的决定后，于10月14日给什特科夫发出急电说， 经过一段犹豫不决，中国人已最后作出向朝鲜派出他们的军队的决定。我很满意这个有利于北朝鲜的决定。在这个问题上，您不必考虑以前我们的高级官员与中国领导人会谈时作出的建议 。这个 建议 显然是指在此之前苏联与中国达成的一旦中国军队介入战争，苏联就将提供空中支援的协议。斯大林既已达到目的，自然要把苏联所承担的风险降低到最小程度。然而，中国方面对此还寄予着很大希望。

毛泽东虽然再次决定出兵，但是对于苏联援助中国军事装备是否能采用租借办法和两个半月内苏联空军是否能够出动心里没底，但这两件事又至关重要。如果要用现钱购买苏联的武器，则因中国一时难以支付而延误交货日期；如果苏联空军两个半月内不能出动，则会影响志愿军的整个战略部署。因此，毛泽东在13日电文中还指示周恩来 留在莫斯科几天 ，就此与苏联领导人商议。毛泽东表示，只要能用租借办法，则我军可以放心进入朝鲜，进行一场长期战争并能保持国内大多数人的团结； 只要苏联能于两个月或两个半月内出动志愿军空军帮助我们在朝鲜作战 ，并保护中国的几个大城市， 则我们也不怕整个的空袭 。周恩来当夜紧急约见莫洛托夫，要他立即向斯大林转告毛泽东来电内容。

10月14日，苏联政府承诺对援助中国的军事装备将采取信用贷款的方式，以及将出动16个团的喷气式飞机掩护中国志愿军入朝作战。周恩来又致电在疗养地的斯大林，进一步提出苏联除战斗机外，可否出动轰炸机配合中国军队作战；除出动空军入朝作战外可否加派空军驻扎在中国近海各大城市；以及除提供武器装备外，可否在汽车、重要工兵器材方面也给予信用贷款订货的条件；等等。这时，斯大林却改变了主意，他给莫斯科的莫洛托夫打电话说，苏联空军只能到鸭绿江边，不能配合志愿军入朝作战。周恩来无可奈何，只得于16日离开莫斯科回国。

苏联决定不派空军入朝作战，也就意昧着中国军队在朝鲜战场根本无法得到有力的空中支援。这不能不使中国重新考虑出兵问题。于是，毛泽东在17日下午3时再次急电彭德怀和高岗改变计划。原定先头部队17日出动，现改为 准备于19日出动 ，并且说明18日 当再有正式命令 ，电报还要彭、高二人再乘飞机回京商谈。

18日，毛泽东再次主持召开中共中央会议，研究出兵朝鲜问题。会上，刚回北京的周恩来介绍了几天来同斯大林、莫洛托夫等人会谈的情况，彭德怀介绍了志愿军出国前的准备情况。毛泽东最终决断说： 现在敌人已围攻平壤，再过几天敌人就进到鸭绿江了。我们不论有天大的困难，志愿军渡江援朝不能再变，时间也不能再推迟，仍按原计划渡江。 会后，毛泽东于晚9时给邓华等志愿军领导去电，命令部队按预定计划，自10月19日晚从安东和辑安两地渡过鸭绿江，入朝作战。这是毛泽东第四次，也是最后一次下定决心出兵朝鲜。