志愿军第13兵团部于10月19日黄昏从长甸河口随第40军118师前卫团跨过鸭绿江。
10月21日黄昏，兵团部分别收到毛泽东和彭德怀关于采取在运动中各个歼灭敌人的电报。
根据毛泽东和彭德怀提出的采取在运动中各个歼灭敌人的指示，邓华、洪学智、韩先楚、解方于当日21时改变部署，决定以一部分兵力钳制东线长津方向前进之敌及可能由元山、平壤增援之敌，集中三个军，在龟城、泰川、熙川、德川、宁远地区，各个歼灭南朝鲜军第6、第7、第8师。具体战役部署是：第一步计划拟以第42军一个师附一个炮兵团，坚守长津地区，阻击伪首都师团、第3师团，该军主力首先控制小白山地区，视情况向孟山以南地区挺进。第40军全部进到德川、宁远地区，第38军全部进到熙川地区，第39军全部进到泰川、龟城地区，尔后视敌前进情况而各个歼灭之。
10月22日，南朝鲜第6师正集结于顺川——新仓里之间，准备进抵新义州；南朝鲜第8师正集结于江东——成川之间，准备进抵满浦镇。根据上述情况判断，敌军尚未发现我军开进，南朝鲜第6师将经新安州进至博川及其以西地区，南朝鲜第8师将进至军隅里及其以北地区。为歼灭南朝鲜第6、第8师，毛泽东电示彭德怀、邓华：
我军行进路线必须避开定州、博川、军隅里一线及其以北约二十公里地区不走，而走以北路线，否则，就会过早被敌人发觉，敌将停止前进，或竟缩回去。而此次作战，则以在博川、军隅里及其以北地区周围歼该敌为最有利。请按此意图，速定部署。
毛泽东同时指出：
如果我军能同时包围伪六八两师，则于战局最为有利。我四十军应担任包围一个师，三十九军应担任包围一个师。当战斗紧急时，除伪七师必然增援，我可继歼该敌外，现在平壤之伪一师，亦应估计可能增援，你们也要准备对付该师。
当日，彭德怀致电邓华、洪学智、韩先楚并报毛泽东、高岗：我军先占德川已不可能，应迅速从39军或40军中车运一个师占据熙川南之妙香山——杏川洞线构筑工事。待伪6、7、8师攻击时，我集39军、40军主力由温井——云山线向东攻击敌侧背，38军由杏川洞向宁边、德川攻击，42军仍应迅速集结长津。
第13兵团根据毛泽东和彭德怀的指示精神，立即重新部署兵力，决定：第39军以一个师扼守铁山、宣川地区，军主力进至龟城及泰川西北，准备捕歼南朝鲜军第6师；第40军主力进至温井、云山地区，准备捕歼南朝鲜军第8师；第38军车运一个团控制妙香山、杏川洞，军主力迅速进至熙川地区，一方面阻击敌北进，同时准备配合第39军、第40军作战；第42军以一个师控制小白山地区要点，军主力迅速进至长津——旧津里线一线，阻击东线之敌。
与此同时，第13兵团政治部发布政治动员令，号召全体指战员发扬革命的英雄主义精神和勇敢顽强的战斗精神，不怕一切牺牲，克服一切困难，保证首战获胜，转变朝鲜战局。
接到彭德怀和第13兵团的部署电后，毛泽东于10月23日7时致电彭德怀和邓华同意第13兵团的部署，并指出：“总以利于以主力插到敌人的后面和侧面，全歼六八两师为原则。”
10月23日中午，毛泽东又得到新的敌情通报：敌军进展甚速，南朝鲜第6师主力于22日已到价川，小部到宁边，南朝鲜第1师有一个团已到军隅里。毛泽东估计南朝鲜第6、第1师当日均可到宁边，立即致电彭德怀、邓华并告高岗：
速令四十军主力即在温井地区荫蔽集结，以一部控制熙川，不要去云山、宁边与敌过早接触。三十九军即在龟城地区集结，亦不要去泰川。该两军侦察部队不要到定州、博川、宁边、球场去了，要注意避免和敌打响，要将熙川——温井——龟城一线以南地区让给敌人，诱敌深入，利于歼敌。三十八军应迅速前进。
毛泽东仍然放心不下，于当日再次发电，指示邓华、洪学智、韩先楚并告彭德怀：
敌进甚急，捕捉战机最关紧要。两三天内敌即可能发觉是我军而有所处置，此时如我尚无统一全军动作的处置，即将丧失战机。因此，你们应迅速乘车至彭处，与彭会合，在彭领导下决定战役计划，并指挥作战。
10月24日中午，邓华、洪学智、韩先楚到达大榆洞和彭德怀会合。原来，彭德怀与金日成在大洞会谈后，又率指挥人员转移到距大洞仅两公里的大榆洞。
大榆洞原是朝鲜一座有名的金矿。位于平安道的北镇西北三公里处，四面环山，从东北向西南方向有一条沟。山沟两边的山坡上散落着一些金矿。志愿军司令部驻地就设在山坡下的一座木板搭成的工棚里。
在工棚里，彭德怀高兴地与邓华、洪学智、韩先楚一一握手。接着他主持召开了作战会议。
彭德怀首先介绍了与金日成的会谈情况，他说：“朝鲜前线情况很混乱，由平壤撤退的人民军部队与金日成指挥部已多日未联络，现在朝方仅三个师，已无法阻拦敌人向中朝边境推进。”
彭德怀接着说：“因原定阵地作战难以实现，确定以运动战方式，采取分割、包围的战术歼敌，力争初胜利，以稳定局势。”
第二天，第13兵团收到中共中央来电，电报指示：
（一）为了适应目前伟大战斗任务的需要，十三兵团司令部、政治部及其他机构，应即改组为人民志愿军司令部、政治部及其他机构；（二）彭德怀同志为人民志愿军司令员兼政治委员（前已通知），邓华、朴一禹、洪学智、韩先楚四同志均为副司令员，邓华、朴一禹二同志均兼副政治委员，解方同志为参谋长，政治部、后勤部及其他机构的负责同志均照旧负责；（三）党委组织亦照原名单加入彭朴二同志，以彭德怀同志为书记，邓华、朴、一禹为副书记。
“联合国军”在北进过程中，未遭坚强抵抗，且具有现代化装备，前进速度很快。从20日到24日，“联合国军”推进了100余公里，距离朝中边境最近处已不足100公里。10月24日，麦克阿瑟发布新的命令，取消了美国参谋长联席会议“9.27”指令中关于“非南朝鲜的军队一概不准在和苏联接壤的东北各道或沿满洲边境使用”的规定，命令所属所有部队“全速和全力向北推进”到中朝边境，先控制边境要点，堵住朝鲜人民军的退路，消灭朝鲜人民军，摧毁朝鲜人民政权，以求尽速实现其侵占整个朝鲜的计划。
此时，志愿军由于只能在夜间徒步行动，在行进途中，一直受到敌军飞机的袭扰，在路上又遇到正向江界、新义州撤退的朝鲜党政军民，人员、车辆和马匹，经常在道路上堵塞，志愿军前进速度较慢。至24日，志愿军除第40军先头两个师进到北镇以东、云山以北即将接近敌人外，其他各军距敌尚有20至50公里。根据这一情况，毛泽东及时电示彭德怀、邓华并告高岗：
今日情报，伪六师向楚山、北镇方向进攻，伪八师经宁远到熙川后向江界进攻，伪一师（战斗力颇强）已到宁边、龟城。请你们注意诱敌深入山地然后圈歼之，敌人至今还不知道我情况。（请注意白头山制高点）彭德怀、邓华、洪学智、韩先楚、解方重新制定部署，决定以第40军集结于温井以北、北镇以东地域，待机歼灭南朝鲜第6师于温井及其西北地域；第39军迅速集结于云山西北地域，准备在第40军围歼南朝鲜第6师时，调动南朝鲜第1师来援，将南朝鲜第1师歼灭于云山附近；第38军和第42军第125师，集结于熙川以北明文洞、仓洞地域，准备歼灭南朝鲜第8师于熙川及其以北地区；第42军第124、第126两师于东线长津以南黄草岭、赴战岭地区阻击敌人北进，牵制东线之敌，配合西线作战。同时，命令第66军主力自安东过江，向铁山方向前进，准备阻击英第27旅。