1951年6月上旬，毛泽东和金日成根据战争形势的变化，确定了实行边打边谈的方针，一方面准备同美国方面举行停战谈判，争取以三八线为界实现停战撤军；另一方面对谈判成功与否不抱幻想，充分准备持久作战，并以坚决的军事行动，配合停战谈判的顺利进行。此后，志愿军和人民军在战场上的军事行动，都与谈判的形势密切相关。
经过第五次战役，彭德怀和毛泽东都更充分地看到了，在敌我武器装备优劣悬殊的条件下，战争不但是艰苦的而且是相当长期的，并且宜采取打小歼灭战的方针部署作战。在5月27日，毛泽东和彭德怀同时都提出了要在部队中进行持久作战的教育，树立长期作战的思想。6月初，金日成到北京与毛泽东讨论战争形势时，对这一点也表示了认同。6月11日，毛泽东致电彭德怀告知：“已和金日成同志谈好，目前两个月内不进行大的反攻战役，准备八月份进行一次有把握的稳扎稳打的反攻。”在不发生敌人登陆进攻的情况下，在6、7两月必须坚持三八线至三八点五度线，并完成一些必要的军事准备。在组织战役时，既要照顾到我军供应能力，又要考虑谈判的政治影响，打到三八线为止，不超过南汉江和昭阳江。6月下旬，邓华在志愿军党委会上也传达了这些精神。
在获知美国当局将对马立克6月23日演说作出反应后，6月29日，毛泽东致电金日成并告彭德怀，指出在准备同敌人谈判的同时，“人民军和志愿军应当积极注意作战，不使敌人乘机获逞”。
根据上述精神，彭德怀从7月1日即着手考虑第六次战役计划。彭德怀在当日致毛泽东的电报中指出：“充分准备持久作战和争取和谈达到结束战争的方针是完全必要的。我能掌握和平旗帜，对朝鲜人民、中国人民均有利。坚持以三八线为界，双方均过得去。如美国坚持现在占领区，我即准备八月反击。在反击前，还须放他前进数十里，使军事上、政治上于我更有利些。”
7月2日，毛泽东电示彭德怀、高岗并告金日成，“在和敌方代表准备谈判及实行谈判期间内……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。”
7月8日，志愿军司令部下达了第六次战役的战术准备指示，针对“联合国军”已加强了防御工事，我军反击将是阵地攻坚的纵深作战，同时我军参战炮兵增多，并且有坦克部队参战等情况，要求部队组织攻坚教育和演习，组织步兵、炮兵、坦克协同战术教育和演习，在7月底或8月初教育准备完毕。停战谈判开始以后，7月16日，彭德怀将军事准备情况向谈判代表团作了通报，同时报告毛泽东、金日成，指出：政治斗争和军事斗争双管齐下，是当前在朝鲜同美国侵略集团作斗争的严重任务，“如果没有和平攻势（和谈）的政治斗争，只有单纯的军事斗争，要想迅速孤立美国，迅速结束朝鲜战争是不可能的。但和谈并不一定是顺利的，可能需要经过严重的军事斗争。再有两三次较大的军事胜利，才能使敌人知难而退。”
正像预料的那样，在谈判一开始，美方就拒绝将以三八线为军事分界线和撤出一切外国军队列入议程，并在谈判中横生枝节。朝中方面为表示诚意，一再让步，但至7月24日，谈判已进行半个月，关于议程问题仍未达成协议。鉴于此，彭德怀于当日致电毛泽东，指出：
以目前情况来看，美国为维持其世界反动政治地位，信赖其装备优势还能够守住三面环海和狭长的朝鲜，且企图保持战争状态，同时企图将我国拖入长期战争，推迟新中国的建设事业。我再有几次胜利战争，打至三八线以南，然后我再撤回三八线为界，进行和谈，按比例逐步撤出在朝外国军队，坚持有理有节。经过复杂斗争，争取和平的可能仍然是存在的。如经过上述一切办法而不能达到和平，则继续打下去，在持久战中，我虽有许多困难，但可克服，最后赢得战争胜利是肯定的。从全局观点来看，和的好处多，战亦不怕……我于八月中争取完成战役反击的准备，如敌不进攻，则至九月举行。最好是待敌进攻，我则依靠阵地出击为有利。
26日，毛泽东复电指出：
七月二十四电收到。敌人是否真想停战议和，待开城会议再进行若干次就可判明。在停战协定没有签订，战争没有真正停止以前，我军积极准备九月的攻势作战是完全必要的。
在停战谈判进入关于军事分界线问题的实质性讨论之后，美方代表不但粗暴地拒绝以三八线为军事分界线，而且更加狂妄地提出海空军优势“补偿论”，要求把军事分界线划在志愿军和人民军阵线纵深内，经数天争论，毫无让步表示。鉴于此，7月31日，志愿军谈判代表邓华和解方致电彭总指出：争取和谈来结束朝鲜作战的方针是正确的。但目前时机不恰当，加上我们在谈判中的某些让步使敌发生错觉，故谈判中敌之气焰甚高。“据我们估计，至多只能让到现地停战，如果没有外部的动力（如苏联压力、英法等国的矛盾，特别是我之战斗胜利等），要想敌人撤回三八线以南十公里是极端困难的。谈判需要战斗胜利配合，并须作破裂之军事准备。为此特建议：战役准备争取八月十五（日）以前完成，准备破裂后的反击以八月内动作为宜……以我军一部配合人民军来打击东部敌人，并收复东部三八线以北地区……争取两步来完成三八线的收复，再谈是有利的。如谈判仍在继续，最好是乘敌进攻时予以有力的打击……或者我举行地区性的主动攻击敌人。总之，谈判需要政治攻势、特别是战斗胜利相配合才更为有利。”
8月1日，经周恩来批阅后，军委空军司令员刘亚楼致电彭德怀，告知空军为配合第六次战役的准备情况，如果9月份发起战役，空军共有8个团可以参战（其中4个喷气式和1个活塞式驱逐机团，2个冲击机团，1个轰炸机团），另有14个团技术还相当生疏，只能勉强可以参战。每团均以25架飞机计算。另朝鲜有100架飞机可参战。但朝鲜境内的机场有限，并且可能遭美机轰炸。如果机场情况允许，喷气式飞机和冲击机可活动到汉城之线，轰炸机可活动到大邱、釜山。作战时中朝空军联合司令部可设在平壤，前进指挥所与志愿军总部在一起。
8月8日，彭德怀将第六次战役部署设想电告毛泽东并高岗；8月17日，以志愿军司令部和联司的名义，向志愿军和人民军各部下达了战役预案并报金日成、中央军委和东北军区。总体设想是：以志愿军13个军分两个梯队，第一梯队8个军（第19兵团3个军、第20兵团2个军、第42军、第47军、第26军），以第42、第47两军围歼铁原地区的美第3师，第26军和第20兵团围歼金化地区的南朝鲜第2师和美第25师2个团，第19兵团在铁原西南地区担任牵制和阻敌增援任务；第二梯队5个军（第3兵团3个军、第38军、第40军），在第一梯队打完后，以第二梯队继续扩大战果；人民军在东线以4个军团分两个梯队，配合志愿军作战；预计榴弹炮3个师，战防炮和火箭炮各1个师，坦克3个团及空军10个团参战；以人民军3个军团担任东西海岸防御任务，并以志愿军第9兵团2个军和第39军为东西海岸防御的二梯队。要求各部队继续作好连续纵深攻坚的战术准备，于9月10日前完成一切作战准备，如无意外变故，拟于9月10日下午发起攻击。攻击发起后，在有充分供应和补充保障的基础上，打破以往只能打六七天的限制，实行连续攻击，两个梯队各打20天至1个月。如此，有可能使美国同意以三八线为界停战撤军。战役能否连续攻击的关键，在于物资供应和兵员补充是否有保障。在17日的预案中，还要求各部队根据实际情况提出补充和修改意见，并请金日成总司令提出意见。彭德怀将17日下达的第六次战役预案，也通报给了在开城谈判的邓华和解方，征求他们的意见。
毛泽东接到彭德怀8日的电报后，批请周恩来、聂荣臻召集会议研究并提出意见。10日夜，周恩来召集聂荣臻、刘亚楼、陈锡联、杨立三、李涛等，对彭德怀8日电关于第六次战役设想进行了研究，并将研究结果于11日早书面报告毛泽东。报告认为：
根据目前朝鲜雨季情况，九月份铁路、桥梁、公路不一定能完全修好，即使预计的九月份全月粮食能于八月中旬抢过鸭绿江，但不一定都能运过清川江（桥梁全断）。如果粮食不足，弹药有损（潮湿一部分是可能的，前方尚未查清），便决定大打，而空军又确定不能参加，在敌人又已确定坚守的条件下，恐很难连续作战二十日至一个月。同时，在政治上，九月如仍在继续谈判，我便发动大打，亦不甚有利，如再不能大胜，则影响更不好。从种种方面看，我以加紧准备，推迟发动大打为有利。九月谈判如破裂，则十月便须准备大打；如敌不进，则九、十两月可在沿线寻找小战，不断给敌以杀伤，至十一月再大打，空军或有配合的可能。
接到彭德怀8月17日下达的作战预案后，周恩来起草了中央军委给彭德怀并告高岗的电报，根据对战场内外形势的分析，提出对预计9月进行的第六次战役计划再行考虑，可否改为加紧准备而不发动。电报于19日发出，全文如下：
彭八月八日电及志司八月十七日电均悉。得彭电后因正在考虑空军参战须推迟到十一月事，并向菲利波夫同志征求意见，故未及复。现菲复电，亦认为在安东、平壤间增修三个机场并推迟空军出动是正确的（去电复电均已转你们），因之，对我军目前作战方针，不能不从各方面重加考虑。
敌人对于朝鲜谈判，只打算实现军事休战而不妨碍他的世界紧张政策，故他反对以三八线为分界线，政治原因大过军事原因。其拖延谈判，一方面企图以此逼我让步，另方面也为的拖过旧金山会议及便利其国会通过预算和加税。敌人敢于这样拖延，自然是因为了解我们正在诚意谋和。但敌人也怕负起谈判破裂的责任，其原因由于他们了解我们在朝鲜的力量已在加强，如果破裂后大打起来，问题依然不能解决，如因此而将战火扩张至中国大陆，可能又遇到英、法的反对。现在美国已取得英、法等国同意不以三八线而以他所拟的堪萨斯线为非军事区的南线，也就是他所谓的防守线，并准备作若干调整，因此，敌人也就敢于在这一点上，与我们僵持起来。
为使休战谈判能得到公平合理的解决，并准备谈判不成，破裂的责任落到敌人身上，除对谈判的意见已见毛主席八月十七日致金日成同志的电报外，在作战上，我们也应与谈判的要求相配合、相适应。在九月份，如果我们预拟的战役计划，确实能做到歼灭美三师、伪二师及其他敌人一部或只歼敌一个师，同时，又能迅速推进至涟川、铁原、金化地区或只推进一个地方，而不致为敌赶回原阵地甚至侵入我阵地，那么这个战役尚是有意义的。但从现在具体情况看来，不仅空军在九月份不能参战并也不能掩护清川江以南的运输，而且其他方面也不易使我们这次战役能达到预期的目的。首先，朝鲜雨季八月底才能结束，清川江、大同江、新成川、富城等几座桥梁尚未修通，清川江以北堆积的粮车最快恐需至八月底才能倒装完毕，因之，连续作战一个月的粮食在九月份得不到完全保证。弹药从现在前方储量计算可供一个月作战消耗，但雨水浸蚀的程度不知检查结果如何，有些仓库距离前线较远，尚不能供应及时。且战役发起后，不论胜利大小，均有使战役继续发展可能，我们粮弹储备只有一月，而后方运输又未修畅，设敌人窥破此点，我将陷入被动。次之，从战术上看，在九月份谈判中，敌人向我进攻的可能是较少的，因此，我军出击必须攻坚，而作战正面不宽，敌人纵深较强，其彼此策应亦便。我第一线又只能使用八个军突入，敌人除麟蹄以东外有十六个师旅可供呼应，即使我在战役开始时，歼敌一部，但突入后迂回渗透，扩张战果及推进阵地，则须经过反复激战，时间拖长的可能极大，结果对谈判可能起不利作用。现在我们握有重兵在手，空军、炮兵逐步加强，敌人在谈判中对此不能不有顾虑。设若战而不胜，反易暴露弱点。如谈判在分界线及非军事区问题上，在九月份尚有妥协可能，亦以不发起战役为能掌握主动。据此种种，望你对九月战役计划再行考虑，可否改为加紧准备而不发动，如此，既可预防敌人挑衅和破裂，又可加强前线训练和后勤准备。你意如何，望即电告。
其他有关部队调动、机场修建、兵员补充、物资供应及运输等问题，当另电告。
彭德怀接到中央军委的电报后，同意军委的分析和意见，复电军委并告高岗：同意将九月战役进攻，改为积极准备，防敌进攻，如敌暂不进攻，待十月再决。邓华和解方于20日和22日对第六次战役预案也分别提出了补充完善意见，并根据对敌纵深阵地及部署尚不甚明了的情况，均建议在战役开始之前，选择一两个阵地进行攻击，取得经验。在接到军委19日的电报后，邓华建议根据谈判和我军战役准备情况，可于11月初举行战役。根据邓华的建议和毛泽东的意向，在不发起战役反击的情况下，继续进行战役准备的同时，在9月份应进行一些战术反击，收复一些地方，推前接触线，及更好地探清敌军阵地。
据此，志愿军在继续进行第六次战役准备的同时，以在第一线的5个军，于9月初，选择当面之敌数个要点发起了战术反击，歼敌数千人，并有力地配合了东线人民军的防御作战。
李奇微在东线人民军阵地发动的夏季攻势，持续了1个月，伤亡7万余人，才将阵地向前推进2～6公里。接着于9月下旬至10月下旬，又以志愿军防守的阵地为目标，发动了秋季攻势，又付出7万余人的伤亡，只在局部地区推进阵地3～9公里。“联合国军”在谈判桌上没有得到的东西，在战场上用飞机、大炮照样未能得到，付出如此重大的伤亡代价，只占领几个山头，得不偿失，遭到了美国国会和参谋长联席会议的非议，不得不再回到谈判桌上来谈判。