9月5日，毛泽东在中央人民政府委员会第九次会议上指出：“就目前的情况来看，朝鲜战争持久化的可能性正在逐渐增大。”这是一个十分重要的判断。
毛泽东还分析了美军的长处和短处，概括起来是“一长三短”。他说：“它在军事上只有一个长处，就是铁多，另外却有三个弱点，合起来是一长三短。三个弱点是：第一，战线太长，从德国柏林到朝鲜；第二，运输路线太远，隔着两个大洋，大西洋和太平洋；第三，战斗力太弱。”
尽管如此，毛泽东并没有轻敌大意。他在讲话里提出要防备美帝国主义乱来，打第三次世界大战的问题。他说：“所谓那样干，无非是打第三次世界大战，而且打原子弹，长期地打，要比第一、第二次世界大战打得长。我们中国人民是打惯了仗的，我们的愿望是不要打仗，但你一定要打，就只好让你打。你打你的，我打我的，你打原子弹，我打手榴弹，抓住你的弱点，跟着你打，最后打败你。”这些简而言之的话，真实地反映了毛泽东不惧怕任何敌人和任何困难的革命气势，而且已经作了最坏可能性的准备，在迫不得已的情况下，要同美国这个不可一世的强国直接较量。
但是，中国出不出兵，毛泽东有一个“底”，这个“底”就是美军是不是过三八线。“美帝国主义如果干涉，不过三八线，我们不管，如果过三八线，我们一定过去打。”
为了支持苏联代表在联合国的提案，8月7日《人民日报》以《拥护和平解决朝鲜问题的提议》为题发表社论。社论指出：“我们中国人民愿与全世界一切正直的政府和正直的人士联合一致，共同支持苏联关于和平解决朝鲜问题的提议，并使联合国及其安全理事会从美国侵略者的魔掌下获得自由，使它回复其原来的和平保卫者的光荣地位。”
8月20日，周恩来外长致电联合国安全理事会当月的主席、苏联代表马立克和联合国秘书长特里格夫·赖伊，宣布中国完全支持马立克提案。
但是，美国政府不顾中国人民的一再抗议和谴责，也不理睬中国和苏联等关于和平解决朝鲜问题的建议和主张，而继续扩大战争。8月下旬，美国侵略朝鲜的空军飞机，多次“误入”中国领空，扫射中国东北边境地区辑安、临江、安东等地的火车站、机场等建筑物，杀伤大量无辜平民。对此，周恩来外长致电美国国务卿迪安·艾奇逊，提出严重抗议。同时，致电联合国安理会主席和联合国秘书长，要求制裁侵朝美军飞机侵入中国领空的严重罪行。
为了准备朝鲜战局可能的逆转，8月下旬，根据聂荣臻代总参谋长的建议，********决定，调在华东地区准备用于解放台湾的宋时轮指挥的第9兵团（辖第20、第26、第27军）和在西北地区刚刚结束剿匪作战的杨得志、李志民指挥的第19兵团（辖第63、第64、第65军）分别集结津浦、陇海两铁路线，以作为东北边防军的二线部队，与此同时，在东南沿海地区，也作了防止台湾国民党部队登陆袭击的部署。8月26日，********周恩来副主席，再次主持召开国防会议，检查东北边防军的各种准备情况，并决定向苏联订购装备，加速空军、装甲兵、炮兵（包括高射炮兵）的建设，以便适应我军一旦参战后的需要。9月6日，50军被编入东北边防军，从而使其增加到5个军。
凡事预则立，不预则废。毛泽东以惊人的战略嗅觉洞察到了中国可能面临的危险，作出了组建东北边防军这样一个具有远见的战略决策。由于当时国内几乎末建立战备物资的储备，运输条件又非常困难，东北边防军从动员到入朝参战用了3个多月时间，许多准备工作还感仓促。可是美军凭借其高速的机动力从突破三八线到进至鸭绿江边只用了十几天。假如中共中央不是从最坏的结局设想，提前组建东北边防军，待朝鲜战局恶化再临时准备，战争的进程如何就难以想象了。
隔了6年之后，毛泽东在会见苏共代表团时讲起这件事，说：“战争开始后，我们先调去3个军，后来又增加了两个军，总共有5个军，摆在鸭绿江边。所以，到后来当帝国主义过三八线后，我们才有可能出兵。否则，毫无准备，敌人很快就过来了。”1970年10月10日毛泽东会见金日成时还惋惜地说：“可惜那时候只有5个军，那5个军火力也不强，应该有7个军就好了”。
