毛泽东陷入了极度思考之中。10月13日21时毛召见罗申，宣布：中共中央经过再次讨论决定，“我们应当帮助朝鲜人”。 此前金日成已接到斯大林关于撤退的通知，虽感意外，也只得表示遵照执行。莫斯科得到报告说，平壤的政府机关和外交使团从8日已开始撤离，但组织混乱，情绪低落，并对苏联未能及时给予帮助颇有怨言。于是，斯大林紧急电告金日成：“鉴于中国同志作出了这个新的决定，请把昨日发给您的电报中提出的对北朝鲜进行疏散以及朝鲜军队向北撤退的时间先往后拖一拖。”

毛泽东说：“我们的同志以前下不了决心，是因为他们对国际局势问题、苏联的军事援助问题、空中掩护问题还不清楚。现在，所有这些问题都已经清楚了。”14日3时，毛泽东再次发电叮嘱周恩来：主要问题在于两个月内苏联是否确实能派出前线的志愿空军及后方各大城市的掩护空军；武器装备是否可以用租借办法解决。14日21时，毛泽东电告周恩来，已决定10月19日出动12个步兵师、3个炮兵师共26万人入朝，并要周立即通知斯大林。毛泽东最后决心已定，并一再指出，这里的核心问题仍然是苏联空军的出动。中国人的立场和要求迫使斯大林不得不明确表态了。

此时周恩来已返回莫斯科，并于14日致函斯大林，转告了毛泽东的意见，还特别提到了“苏联志愿空军”与中国志愿军在作战时的指挥关系问题。莫洛托夫大概没有弄清斯大林的实际意图，便笼统地答应苏联可以先出动16个团的喷气式歼击机掩护中国军队。当周恩来进一步提出“可否继续出动轰炸机至朝鲜配合中国军队作战”等问题时，斯大林却明确表示，苏联空军即使出动也只能到鸭绿江边，不能配合志愿军入朝作战--这不啻往中国领导人头上浇了一盆冷水。

毛泽东17日急电彭德怀、高岗进京议事，并将出兵日期推迟。经过18日会议的讨论，中国决定，仍于19日出兵朝鲜。毛最终决断说：现在敌人已围攻平壤，再过几天就进到鸭绿江了。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。就算打不过美国也要打，它总是欠我们一笔账，我们什么时候想打，就可以再打。