６月初，毛泽东和金日成就朝鲜战争的进程和结局进行了商讨。随即，毛泽东和中共中央制定了“充分准备持久作战和争取和谈达到结束战争”的指导方针。同时，明确电示志愿军：我国政府的立场是朝鲜问题应当用和平手段予以解决，只要美国政府愿意在公平合理的基础上解决问题，我们愿意同美方谈判。但是，不要对谈判有依赖和侥幸心理，必须加紧作战准备，如果敌人大举进攻，你们必须大举反攻，必须明确持久作战的方针，能打几番激烈的战斗，给敌人以更大的损失和更大的教训，也许敌人会知难而停。很显然，毛泽东的主张就是边打边谈，以打促谈。
    １９５１年６月２３日，苏联驻联合国代表马立克根据朝鲜战争双方的意向，提出了谈判停火与休战的建议。
    ７月１０日，中国人民志愿军和朝鲜人民军代表团同“联合国军”代表团在“三八线”以南的开城举行停战谈判。
    谈判开始后，“联合国军”醉心于以军事压力迫使朝中方面在谈判中接受其无理要求。对此，毛泽东的原则是：针锋相对，打的坚决打，谈的耐心谈。一方面，在谈判中及时揭穿敌之种种阴谋，适时公之于世，取得世界舆论的支持；另一方面，在战场上要坚决打击一切进犯之敌，只要美帝国主义一天不放弃其扩大战争的阴谋和种种无理要求，我们就一直跟它打下去，直到中朝人民完全胜利为止。
    在随后长达两年零一个月的时间中，朝鲜战争出现了边打边谈，打谈结合的奇特局面。
    毛泽东虽然不是敌军的参谋长，但敌军的每一个重大行动都似乎早就为毛泽东所料定。７月初，谈判各方尚未来到谈判桌前，毛泽东便提醒彭德怀：“极力提高警惕。我第一线各军，必须准备对付在谈判前及谈判期内敌军可能对我来一次大的攻击，在后方，则举行大规模的空炸，以期迫我订立城下之盟。如遇敌军大举进攻时，我军必须大举反攻，将其打败。”
    果然，敌人于１９５１年８月至１０月连续发动了夏、秋季局部攻势，并以空军实行大规模的狂轰滥炸，实施所谓“绞杀战”。志愿军从容应战，奋勇反击，取得了歼敌十五万七千余人的巨大战果，有力地配合了谈判斗争的进行。
    接着，按照毛泽东的战略部署和适时制定的战术原则，志愿军继１９５２年１月挫败美军发起的细菌战之后，又于１９５２年春、夏的巩固阵地斗争中，歼敌十一万七千余人。同年秋，在相对稳定的战场态势下，为击退敌之局部进攻，歼敌二万七千余人。１０月１４日至１１月２５日，志愿军在三点七平方公里的上甘岭地区，依托坑道工事，顶住了敌人一百九十余万发炮弹、五千余枚重磅炸弹的狂轰滥炸，打退了敌人无数次集团冲锋，歼敌二万五千余人，守住了阵地，创造了坚守防御作战的光辉范例，彻底粉碎了敌人的“金化攻势”。
    １９５２年１１月５日，艾森豪威尔当选美国总统后，为打破谈判僵局，曾策划在朝鲜东西海岸实施两栖登陆，以配合其正面进攻。毛泽东及时告知志愿军：“我如能坚守北朝鲜东西海岸，使敌人的登陆计划失败，并以正面战线的战术出击作配合，给敌人以更多更大的杀伤，那么朝鲜战局就能更加稳定，而向着更加有利于我们的方向进展。”１２月２０日，毛泽东和中共中央指示志愿军：准备一切必要条件，坚决粉碎敌人登陆冒险，争取战争更大的胜利。随即，志愿军和人民军全力展开了规模巨大的反登陆作战准备活动，从而迫使敌人放弃了登陆冒险的计划。
    为了实现毛泽东和党中央提出的“消灭敌人，配合谈判”的方针，促进朝鲜停战的实现，从１９５３年５月下旬到７月下旬，中朝军队发动了强大的夏季攻势，先后进行了三次反击作战，给敌人以重大杀伤，扩大阵地二百三十八平方公里，歼敌十二万三千余人。
    在金日成领导的朝鲜人民军和中国人民志愿军沉重打击下，美国不得不认输了。
    １９５３年７月２７日，战争双方在板门店的谈判桌上签署了停战协定。至此，抗美援朝战争胜利结束。由此，也引出了另一条耐人寻味的重要信息：已于１９５２年４月接替李奇微出任“联合国军”总司令的马克·克拉克后来公开承认，他是美军历史上第一个在没有获得战争胜利的停战协定上签字的将领。这是为什么呢？美国前总统胡佛一语道破天机，他说：“在朝鲜被共产党中国打败了。现在世界上没有任何军队足以击退中国人。”
    对于毛泽东乃至亿万中国军民来说，抗美援朝战争的胜利实在是来之不易的。为了取得这场战争的胜利，志愿军除消耗物资五百六十余万吨，开支作战费用六十二亿元人民币之外，还伤二十三万人，亡近十三万人。而毛泽东的爱子毛岸英就是十三万阵亡将士中的一员。
    毛岸英于１９５０年１０月２３日黄昏投身烽火连天的朝鲜战场。时隔三十二天，即１１月２５日，就在敌机轰炸时，不幸献出了年仅二十八岁的生命。