2月24日，根据毛泽东的指示，中央军委副主席周恩来和彭德怀一起召集军委各总部负责人在总参谋部开会，讨论各大军区部队轮番入朝和如何保障志愿军物资供应的问题。彭德怀介绍了志愿军面临的严重困难，要求国内各方面想办法大力支援前线。讨论到具体问题时，有些人强调国内机构刚刚建立，许多问题难以落实。彭德怀本来就为前线的供应不继焦急不满，会前苏联军事顾问表示不能派空军掩护志愿军的交通线，更使彭德怀十分失望。此时，会议又出现这个情况，彭德怀十分恼怒，猛地站起来，把桌子一拍，说：“这也困难，那也困难，就是你们爱国，难道志愿军不爱国！你们去前线看看，战士吃的什么，穿的什么！伤亡那么多人，他们为谁牺牲？现在既没有飞机，火炮又很少，后方运输根本没保障，粮食服装运不上去，又饿死、冻死了很多战士，难道国内就不能克服困难吗片”彭德怀火冒三丈，会场气氛骤然紧张，主持会议的周恩来，虽大度维持，会议还是不欢而散。会后，周恩来连续主持召开中央军委会议，对加强志愿军第一线兵力和后方供应做出了一系列重要决定，即凡国内的部队，都要轮番到朝鲜作战。一则替换第一线部队休整，二则锻炼部队，提高全军现代化作战指挥能力。会议决定，将刚改装的空军和高射炮部队调到朝鲜北部掩护后方交通线，再向苏联购买几十个师的武器装备；调用国内各种物资大力支援前线，由几个大城市为志愿军制作炒面和罐头食品；号召国内各行各业增产节约和捐款购买飞机大炮。这些措施对减少志愿军的困难，增强战斗力起了巨大作用。
彭德怀在北京停留的一周内，除和毛泽东、周恩来商谈决策重大问题外，又和军委各总部负责人研究具体实施办法。日夜奔跑，十分紧张，本来已经消瘦的身体更显疲劳消瘦，毛泽东见状要他在北京体息几天，因前线正紧张，彭德怀仍于3月1日匆忙离京。当天，毛泽东致电斯大林，说明志愿军在朝鲜作战中所面临的严重困难，要求苏联方面尽快派空军掩护中朝军队后方运输线。3月5日，斯大林复电同意派2个驱逐机师和3个高炮师参战，并同意给中国增供6000辆汽车的合同。
彭德怀离京后，从3月1日至3日，周恩来夜以继日地召开一系列会议，将所定各项措施迅速部署完毕。3月3日即将具体落实方案电告彭德怀和高岗。彭德怀对周恩来惊人的工作精神和工作效率大为佩服。
彭德怀在沈阳和安东两地与军政领导人研究了落实中央各项决定的措施后，于3月5日晚乘吉普车返回朝鲜。这时，正值入朝的第十九兵团后续部队也沿公路向南开进，人车拥挤，凡遇阻塞时，彭德怀就命令司机在路旁停住，让部队的车开过去，说：“部队是开到前线打仗的，应让他们先过去，以便争取时间休息和作进攻准备。”他坐的车沿途挤来挤去，走走停停，随行人员万分担心，彭德怀则借机观察。他看到后勤各分部在沿途建立了许多对空监视哨，发现敌机就打信号弹，汽车立即闭灯躲避，大大减少了损失。彭德怀高兴地说：“我们没有飞机，这个土办法也能减少很多损失呀！有了困难就要发动群众想办法，这也是我军历史上好传统咯。”
3月9日晨，彭德怀回到上甘岭志愿军司令部，还没有来得及脱大衣吃早饭，邓华、朴一禹、解方等就来报告：敌人已自7日开始，集中20多万兵力在几百架飞机支援下向联军阵地发动了代号为“撕裂者行动”的攻势，并于当日晚分两路强渡汉江。彭德怀一手拿着警卫员送来的烤馒头干，一手端着杯茶水，站在地图前，边听边看。他分析，这次“联合国军”是企图从中朝联军阵地中间突破，迂回包围，重占汉城，进而向“三八线”以北推进。当即决定各军于3月10日后撤，缩短供应线，等待后续部队，吸引敌军深入进至中朝联军歼敌的有利地区，然后对敌实施战役反击。
“联合国军”全线进攻后，中朝军队几十万人物资粮弹供应仍未得到改善。3月11日，彭德怀急电周恩来说：“敌7日又开始全线进攻，为缩短我军防线，决定放弃汉城，采取运动防御，保持有生力量。现运输情况未改善，部队仍经常断炊吃不上饭，就地筹粮亦不可能。而敌方空军又有增加，我空军如不能相应掩护交通运输，此种困难不会减少，反而会增加，这将影响有决定性的下一战役。”
3月14日，中朝联军被迫撤出汉城。朝鲜人民军中一时思想波动，彭德怀特邀朴一禹谈话说：“我在一月间曾对金首相谈过，我们不要计较一城一地的得失，关键是能消灭敌人的主力部队，只有消灭了敌人主力，才能得到城市，请你转告各军团领导，让他们对人民军指战员作些宣传解释工作，以稳定情绪。”中朝联军撤出汉城，彭德怀预料在国内也会产生震动，他身为中朝联军司令员，同样是坐卧难宁，有时发牢骚说：“我们要是有足够的飞机大炮，有可靠的物资供应，能把汉城丢掉吗？可现在我们没有那样的装备呀！我早就估计到汉城是保不住的。”他在指挥所里反背着手，走来走去，想来想去，最后掏出钢笔，伏在炮弹箱子上，起草了一份绝密电报发往中央：“周总理、陈（云）、薄（一波）并高（岗）：为便利消灭敌人，缩短供应线，我军已于14日撤出汉城。如敌继续前进，拟逐步诱敌进至‘三八线’以北，此一行动可能引起国内市场波动，请注意。彭德怀，3月16日9时。”
3月中旬，“联合国军”猛烈北进，彭德怀指示各军暂时避免与敌大打，以待后续部队到后进行反击。同时，按原定方案命令新入朝的第十九兵团所属3个军在南川店、兔山地区集结；第三兵团的3个军向伊川、新溪地区集结；原在朝鲜休整补充的第九兵团3个军向金化、平康地区开进。彭德怀要求各兵团各军必须于4月10日前到达指定地区待机歼敌。
这时，中央军委增调的野战炮2个师，反坦克炮2个师、火箭炮1个师、高射炮4个师、坦克团及后续补充兵员工2万人先后入朝。
“联合国军”重占汉城后，采取所谓“磁性战术”——依靠机械化部队紧随中朝军队之后保持接触，以猛烈火力进行杀伤，逐步向北推进。彭德怀根据敌人进攻的特点，在给中朝联军各军的命令中强调指出：“要在宽大正面上采取重点设防，梯次配置，按预定计划依托每一防御阵地节节阻击杀伤敌人，使敌人每前进一公里，必须付出很大的代价。”美国后来出版的《韩战决策》一书中，谈到志愿军这种节节防御的战术时写道：“第八集团军的一些军官们认为，中国军队在防御方面比广为人知的进攻方面干得更出色一些。他们很善于隐蔽和伪装，一个整师的部队能在荒野中从我们的眼皮下消失了……撤退时他们经常在盟军主要前进路线的两侧山上留下一些小股袭击部队，这些部队常常在夜间出来捣乱，有时还给人以反攻的错觉。”
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