彭德怀戎马一生，早就患有肠胃炎和痔疮。到朝鲜后，长期在恶劣的条件下生活，住在寒冷阴潮的矿洞里，吃饭睡觉极不规律，加上精神高度紧张，旧病时常复发。到了1951年8月间，他的前额左眉上方又长了一个小肿瘤。第二年年初，肿瘤越长越大，经常胀得头痛。正在这时，美国又违背国际公约，用飞机将带有各种细菌的老鼠、苍蝇、跳蚤、蚊虫等活物，投放到中朝军队的阵地和后方，发动了灭绝人性的细菌战。彭德怀接到疫情报告，既震惊又气愤，立即通报全军紧急防疫。中央得知后，很快成立了防疫委员会，由周恩来亲自主持，先后组织了大批医学专家和100多个防疫大队到朝鲜，及时控制了疫情。这一个月来的紧张劳累，使得彭德怀的肿瘤病情愈加重了。医生怀疑是癌，劝他立即回国割治。可他不听劝，总说没关系，死不了！其他几位领导见劝说无效，就联合给中央军委和毛泽东打电报，将彭总的病情和态度如实报告，并建议调他回国治疗。
周恩来接到电报，立即向毛泽东汇报：“几位医学专家认为，彭德怀头上的瘤子，可能挨着骨头生长，劝他回国治疗。这个彭德怀却说，你们割开一个口子一挤就行了，若是你们害怕，我签字负责，用不着回国。我看应该去人换老彭来京割治。”
“你看谁合适？”毛泽东合上书，询问周恩来。
“陈赓怎么样？”
“他倒是一直没有离开战争，能很快熟悉情况。”陈赓刚刚从援越抗法的战场回来不久，因腿伤复发正在疗养。接到中央指示，二话没说，就到了朝鲜战场。一见到彭德怀，就把毛泽东的意见及他的来意相告，促其归国休养。但彭德怀没有表示意见。陈赓没有办法，第二天就和副司令宋时轮、副政委甘泗淇三人向毛泽东并军委发急电，说专家认为愈早手术愈好，这里没有X光照相检查，大家提议他马上回国治疗，绝不能再拖延，彭总意见认为最近还需去金首相处一谈，我们同意这一意见，但这要推迟到5月份才回国治疗，据医生意见似不甚妥，究应如何，请中央决定。
周恩来得电，经请示毛泽东，以中共中央的名义给彭德怀并陈赓等人回电，说：“德怀同志即应按照大家提议，马上回国治疗，绝对不应推到5月。”电报同意彭德怀去与金日成一谈，但规定：“动身时间不要迟过4月上旬。至要。”
陈赓拿着电报去让彭德怀看，爱开玩笑的陈赓笑道：“中央来电催你马上回国治病，我看你还敢违抗中央命令吗？”
1952年4月4日，中央再次来电催促。
彭德怀只好遵令。临行前，他把副司令洪学智叫来。洪学智一到，彭德怀就站起来，拉着他的手说：“学智同志，你辛苦了！”
洪学智一笑：“在彭总领导下做点具体工作，说不上什么辛苦。”
彭德怀说：“我知道你那一摊子事情又多又杂，忙得很，本不想找你来了。不过，我这次回国，说是治病，实际上是军委让回去的，说回去以后就不一定再来了。所以还是见见你。”彭德怀非常看重洪学智的才能，而且在大榆洞那次轰炸中，要不是洪学智硬把彭德怀拉进防空洞，命也没了，毛岸英就是在彭原先的办公室里被燃烧弹烧死的。洪学智现在又兼任了志愿军后勤司令部的司令员，工作异常繁忙。
陈赓接过彭德怀的话头说：“彭总这次回国，要当军委常务副主席，主持军委日常工作。周总理太忙了，还兼着军委常务副主席，忙不过来，所以非要彭总回去不可。”
彭德怀背着手，说：“回去具体干什么不知道，还没和我讲。”说到这儿，他指指陈赓，说，“我回去以后，我在志愿军的一切职务，由陈赓同志代理。他是1922年的老党员，资格比我还老，你们要支持他的工作，配合好。”
陈赓又开起玩笑：“可是，我在志愿军里的资格可没有学智同志老哟，我是后来的。”
洪学智向彭德怀表示：“彭总，你放心，我坚决服从他的领导。”
彭德怀点点头：“好，好。”
陈赓冲着洪学智大声说：“什么服从不服从的，你把你后方那摊子抓好了，就行了。”（见洪学智：《抗美援朝战争回忆》）
1952年4月12日，彭德怀被接回北京，周恩来亲自到北京饭店来看望他。随后，彭德怀住进北京医院，接受对前额上肿瘤的手术治疗。为了对外保密，化名“王校长”。经检查，他额上的瘤子是脂肪瘤，4月下旬便做了切除手术。5月初出院后，按照他自己的想法是很快返回朝鲜前线，但是中央要他留下休养一段时间，由中央办公厅安排他住进中南海永福堂。
永福堂是个小四合院，前院住着任弼时一家，西边不远是刘少奇、朱德的住所，东南边隔着春耦斋是毛泽东的菊香书屋和常开中央会议的颐年堂，同军委的办公地点居仁堂也只有一墙之隔。彭德怀在这里休养两个来月，中央讨论了他的工作安排。
7月初，在一次政治局会议上，周恩来正式提议把彭德怀留在北京，以军委副主席的身份兼任总参谋长，主持军委日常工作，大家一致同意，但彭德怀本人却表示不愿接受这一工作。
多少年后，根据他在一本笔记中回忆，他是不想再从事军事工作了。而这种念头，并不是在这时才产生的。远在1937年红军改编为八路军时，他就有过离开军队去做地方工作的想法，而且这种想法常常在他脑海里盘旋。这次为什么不愿意接受这一工作，人们无从知道，只是在他的笔记里，有这样的话：“因为当时总参谋长的工作确实繁重，自己难以胜任。原来的总参谋长徐向前同志久病不能工作，粟裕同志（1951年10月调来任副总参谋长）也有病，聂荣臻同志（代理总参谋长）的身体被拖垮了，曾有一次昏倒在地。所以我想推举一个身体强健的人来顶住这个繁重的任务，这样也可以摆脱我自己的军职。”
为此，彭德怀在参加那次政治局会议后，专门来到菊香书屋，向毛泽东陈述自己不当总参谋长的意见。毛泽东让他推荐个人，彭德怀脱口而出：“让高麻子（高岗）当，他优点比我多，比我合适。”
毛泽东对高岗已有戒心，但没有明说，只是反问彭德怀：“高岗难道就没有缺点吗？”
“那就让邓小平同志来干，他身体好，又年轻。”
“邓小平是可以干的，他有这个才能，这么多年，他同军队各个方面都有较多的联系，是个适合的人选。可是他从现在的岗位上抽不出来呀。我的意见还是你来干，恩来同志实在忙不过来，你再考虑一下。”
彭德怀回到永福堂，还在反复想兼任总参谋长的事。其实，从1945年中共七大以后到1947年春天，彭德怀曾以军委副主席的身份兼任过总参谋长。后来由于国民党军队进攻延安，他临危受命，出任西北野战军司令员，军委的日常工作和总参谋长的职务，便由周恩来接替下来。新中国成立后，徐向前被任命为总参谋长，因病由聂荣臻代理，军委的日常工作仍由周恩来主持。到1951年10月，中央确定林彪主持军委工作，他上班仅三个多月，就病倒了，周恩来不得不继续把军委工作管起来，一直兼管到现在。人们普遍认为，从1947年3月到1951年的5年间，是军事工作极为繁重又卓有成效的时期。但是新中国建立后，周恩来身兼数职，哪个职务都很累人，哪个职位似乎也缺少不了他。他已经忙得不可开交，身体也疲累得很。在这种情况下，才向毛泽东提出，让彭德怀管起军委的工作。
彭德怀不再推辞了。
周恩来为此很高兴，他见到彭德怀，略显轻松地说了一句：“我这不是让贤，而是物归原主，你本来就是军委副主席兼总参谋长嘛，啊？”
周恩来的建议被批准后，他即于7月9日向军委主席毛泽东和其他几位副主席朱德、刘少奇、彭德怀、林彪写了一个报告，作为正式向彭德怀交接工作。周恩来在报告中建议“彭德怀同志自即日起过问军委日常工作，直接向主席和中央负责。以后一切经过我处转呈主席或主席交我阅办的军委文电，均改送彭副主席处理。”
从此，彭德怀又一次进了统帅部，肩负起新的军事使命。这是他军事生涯中的新时期，也是最后一个时期。
卸下军委这副重担子的周恩来，仍然和毛泽东一起掌管着抗美援朝的事。
1952年8月17日，周恩来率政府代表团抵达莫斯科，商谈朝鲜战争停战谈判问题。斯大林同意中国的谈判方针，并同意帮助中国装备60个师。他在与周恩来的交谈中，几次表达了他对毛泽东主张的看法。他说：朝鲜战争对美国是败血症，实际上北朝鲜和中国都没有损失领土，美国也了解朝鲜战争对他们的不利，迫切需要停战。如果宣布苏军继续驻在旅顺口，它将更伤脑筋。美国在朝鲜既没有达到预期目的，在其他地方也就更难以实现自己的想法。停战谈判是一大问题，毛泽东主张忍耐、坚持是对的。我们援助朝鲜是不吝惜的。美国扣留战俘是非法的。
当时有人认为朝鲜战争打下去，会引起世界大战。周恩来针对这种看法说：“朝鲜战争推迟了世界大战。毛主席的估计是5年、10年、15年不可能爆发世界大战。”
斯大林脸上微笑了一下：“毛泽东的估计是对的。但要说明一点，美国没有本领进行大战，它的英法朋友更不行，人民也不愿打仗。”他在桌面上敲敲烟斗，“我们对美国应坚持立场，只有硬，才能解决台湾问题、朝鲜问题。公道对美国是不存在的。美国以原子弹和空袭吓人，是不能解决问题的，决定战争，还是靠陆军。”他同意援助朝鲜5个高射炮团，以增强防空能力。但他认为中国空军不能出击三八线以南，出击等于正式参战，因为空军不是志愿军的，而是国家的。不管在战略上还是战役上现在都不要出击，不要破坏谈判局面。
在周恩来的建议下，斯大林同意彭德怀、金日成、朴宪永秘密访苏。
周恩来回国后，接受毛泽东的建议，和邓颖超一起到海边胜地大连去疗养了一阵子。
抗美援朝战争是一场意志与智慧较量的战争，也是一场后勤供应的比赛。这个伟大胜利，其实也是两位领袖人物默契配合的结果。当时在周恩来身边的秘书王伏林将其概括为：如果说主席是总设计师，总理就是总工程师。雷英夫则分析得更为具体：“仅就军事方面而论，我党我军有毛泽东、周恩来这两位历史巨人相辅相成、协调运作的统帅部，真是一大幸事啊。毛泽东是当之无愧的最高统帅，他站得高、看得远、魄力大，在战略决策问题上，往往是独具匠心，高人一筹。周恩来是名副其实的副统帅兼参谋长。他既有远大的战略目光，又有周密的组织能力；既能协助毛主席运筹帷幄、深谋远虑、一掷千钧地下定战略决心，又能将主席的意图和决策，化作严谨细致的技术措施，环环相扣的具体步骤，贯彻到千军万马的行动上，落实为千里之外的决胜事实。正是因为有了毛泽东的掌舵和周恩来的辅佐，我们才能无往而不胜。”
细心的人们也许已经发现，毛泽东与周恩来工作上的配合的确可说是“天衣无缝”；周恩来对毛泽东的关心也是无微不至的，这样的例子委实很多。比如，一次中央领导人开完会从新六所进城，车过公主坟后，毛泽东座车的车门突然被甩开了。周恩来的车就在主席的车后，他马上对车上的警卫人员说：“你们看！主席的车门开了，这有多危险！你们这些负责安全保卫的，以后给你们规定一条制度：上车后，把车门锁好才能开车。”成元功将总理的指示报告了汪东兴，从此上车后锁车门就成了领袖们乘车安全的一条重要措施。
