7月1日，美国地面部队第二十四师进入朝鲜，5日与朝鲜人民军在乌山首次交战。毛泽东和中共中央其他领导人冷静地分析了美国武装侵略朝鲜的新形势，认为朝鲜战局已趋复杂化，美国侵略者很可能继续扩大战争，为了保卫中国东北，必要时支援朝鲜人民军作战。7月7日和10日，中央军委副主席周恩来受毛泽东主席的委托，两次召开国防会议。参加会议的有在京的中央军委负责人和各军兵种负责人。中央军委根据两次会议的讨论，给毛泽东写了《组成东北边防军》的报告。毛泽东亲自调兵遣将，命令原第四野战军中的第三十八军、三十九军、四十军、四十二军尽快集结于东北地区，在中朝边境布防。

组成“东北边防军”，可谓毛泽东的头一招。他已经敏锐地察觉，中国军队参战可能性极大。

在直属中央军委指挥的东北边防军的组建中，毛泽东深思熟虑。他点名的这几个军，都是在东北的黑土地上成长壮大，在白山黑水中百炼成钢的，都是中国人民解放军中的一线主力。在常年的战争中，他们不断与强敌交手，打大仗、硬仗、恶仗，取得了辉煌的战绩。重要的一点是，他们熟悉中国东北地区的气候和地形特点，而中国东北地区的气候和地形特点与朝鲜非常相似。他们参战后，也证明了这一点，他们的冻伤减员，比南方的部队少得多。可以说“东北边防军”这个弱弱的番号，正是为了迷惑敌人的。朝鲜战争结束后很多年，据解密的资料证实，国民党特务、美军远东最高司令麦克阿瑟五星上将及“联合国军”，从来没有想到中国的这支东北边防军会是解放军的主力，还以为是地方部队性质呢!

7月13日，中央军委做出了《关于保卫东北边防的决定》。随着一声令下，正在河南由作战转为生产的第三十八军、三十九军将即将丰收的庄稼交给了当地的老百姓，悄悄登上了奔赴东北的列车。第四十军正在广东地区“剿匪”，他们将尾声工作交给地方部队，星夜北上。之后，中央军委又调第五十军及部分高炮部队、工兵部队编入“东北边防军”。7月31日，周恩来根据毛泽东的指示，主持召开“东北边防军建设计划会议”，决定东北边防军作三线配置：以第十三兵团(含第四十二军)为第一线，第九兵团为第二线，第十九兵团为第三线。并预定第一线部队出动后，第二线部队北上至第一线部队原驻地，第三线部队移至第二线部队原驻地，边继续训练，边准备参战。此期间，各部队都不再使用原番号，而是使用临时编排的“第五大队”“第十军团”“渤海部”“泰山部”等假番号。各部队的电台信号使用率减到最低。在通讯联络中，尽量使用有线电话。各种武器装备进行了必要的伪装。各部队的保卫部门与地方的公安部门严密配合，严防敌特潜入驻地附近。