此时，虽然早在1943年就被中共中央赋予重大决策最后决定权的毛泽东，还是表现得极为慎重,决定充分发扬党内民主，在更大一些的范围内继续讨论出兵问题。10月4日下午，他主持召开中央政治局扩大会议，政治局委员朱德、刘少奇、周恩来、任弼时、陈云、高岗、彭真、董必武、林伯渠、彭德怀（会议中间赶到）、张闻天出席，中央委员罗荣桓、林彪、邓小平、饶漱石、薄一波、聂荣臻、邓子恢、李富春、胡乔木、杨尚昆列席了会议。这次讨论中，许多领导人（非中央书记处成员）对出兵抗美援朝有顾虑，因为当时国内困难重重，长期战争的创伤尚未治愈，土地改革尚未完成，大陆的土匪特务尚未肃清，他们考虑的主要是解放军落后的武器装备能否打赢世界上最现代化装备的美军，中国的经济力量能否支持持久战争，因为一旦失利，中国的处境将更加困难。同日，彭德怀被中央办公厅派专人从西安接来北京。当时，他正在办公室里审阅开发和建设大西北的计划，准备赴京向中央汇报。为了不泄露机密，中央没有告诉彭德怀火速赴京的原因，他来不及向部属交代一下工作就匆匆上了飞机。彭德怀万万没有料到，这次去北京会派他到朝鲜去指挥一场恶仗。他飞抵北京后，直奔中南海的中央政治局扩大会议会场。直到此时，彭德怀才知道是讨论出兵朝鲜问题，因事先不了解情况，又没有准备，彭德怀只静坐会议室，倾听别人的发言。

第二天上午，邓小平受毛泽东委托，约请彭德怀到中南海谈对出兵的看法。彭德怀表示赞成出兵援朝的决策。毛泽东又谈到了出国部队最高指挥员人选的情况，说：“我们的意见，这担子还得你来挑。你思想上没这个准备吧？”彭德怀沉默片刻后，表示服从中央的决定。毛泽东要求彭德怀在下午的政治局会议上明确表明态度。下午，彭德怀在继续召开的会议上发言，表示坚决支持出兵援朝。他说：“出兵朝鲜是必要的，打烂了，等于解放战争晚胜利几年。如果美军摆在鸭绿江岸和台湾，它要发动侵略战争，随时都可以找到借口。”经过充分讨论、权衡利弊之后，与会人员对出兵的意见达成了一致。中共中央当即做出了组成中国人民志愿军，“抗美援朝、保家卫国”的重大战略决策。根据毛泽东的提议，与会者一致同意由彭德怀挂帅，指挥志愿军援助朝鲜，与以美国为首的“联合国”军作战。散会后在中南海湖边，有人笑着称赞彭德怀不服老，彭德怀豪情万丈地回答说：“我到死也不服老……”

10月8日，毛泽东发布命令，正式任命彭德怀为中国人民志愿军司令员兼政委。因为东北边防军指挥机构一直没有建立起来，这时，彭德怀已经没有充裕的时间来重新组织了。军委决定以边防军所属13兵团指挥机构升格为志愿军总部。10月18日，军委发出命令：“彭德怀的临时指挥所与兵团部合并，组成中国人民志愿军总部，彭德怀为司令员兼政治委员，邓华、洪学智、韩先楚为副司令员，解方为参谋长。”第二天，东北边防军以志愿军的名义正式跨过鸭绿江出战。

根据时间可以看出，彭德怀被任命为志愿军司令员是很紧迫的。而让粟裕以及后来的林彪担任司令员是有充分的时间考虑和准备的。《抗美援朝战争史·第一卷》说：“中央政治局会议同时讨论了志愿军统帅的人选，早在边防军组成后，中共中央和军委曾考虑在边防军出动时，由粟裕或林彪出任统帅，但林彪和粟裕均有病在身，不能挂帅出征。彭德怀临危受命，对此没有思想准备，但坚决服从中央的决定”。

粟裕没有就任东北边防军的司令员兼政委，给抗美援朝作战带来了两个极大的不利影响。第一，因为这个关键位置在相当长一段时间内是留给粟裕的，所以边防军的司令部一直没能组建，代替他暂时指挥边防军的高岗没有（也不熟悉）进行实质性的备战工作，更多的作用是负责后勤准备。边防军的训练工作则仅仅依靠13兵团的兵团部组织。这样的做法对于抗美援朝第一次战役的影响还不大，因为13兵团以前就有东北作战经验，调到东北的时间又早，对入朝作战有准备。兵团部也可以具体指挥到各军，后勤补给也熟练。可是兵团部毕竟是兵团部，辐射力有限，和野战军司令部（边防军司令部）有根本的区别，无法很好地照顾各个兵团之间的协调。这一点从9兵团入朝就开始表现出来，一直延续到第5次战役。具体表现便是调动混乱、后勤不力、各部队不熟悉战场和敌军、指挥部不熟悉各兵团战斗力。

第二就是由于彭德怀是临时上任的，从未到过东北的他不很熟悉战场，既不熟悉敌人，也不熟悉参战部队，同时也没有整体作战计划。正如他本人所说：“我从未打过这样的仗，既不明敌情，又不明友情，根本不知道联合国军进到什么地方。”可以假设，无论是粟裕1950年7月或林彪1950年9月初就赶赴东北，便不会出现这种情况，他们势必要带去一套野战军司令部的人员（粟裕本来已经在华东军区司令部选配指挥部的参谋、通信班子），并对朝鲜局势密切关注，时刻根据变化来判断战场态势，并对中国军队入朝所需的人数、火力配备、后勤保障、出国时机进行统筹安排，并及时发现问题，迅速改进。因为粟裕、林彪均不能到位，使本来应该由东北边防军司令部做的事情，都靠主持军委日常工作的周恩来和代总参谋长聂荣臻在北京完成，这样的缺点是远离前线，脱离实际，反应周期过长。这是历史永远不能弥补的遗憾。