停战谈判开始后，美方并没有放弃霸权主义的政策，尽管双方战场上一度比较平静，可会场上却因美方拒绝将以三八线为军事分界线，特别是顽固拒绝将撤退一切外国军队问题列入议程而出现了僵持局面。
鉴于此，彭德怀于7月16日10时致电李克农、邓华、解方，对目前谈判原则及作战方针问题做了进一步的分析和阐述。充分估计了我方在坚持三八线和撤军问题上可能会遇到很多困难的前景，认为，还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。”强调“军事方针仍积极作持久战准备，在朝鲜境内没有实现撤退外国军队以前，决不应有丝毫松懈和动摇”。同时，通报了志愿军和人民军积极进行第六次战役战术演习教育和具体准备工作情况，进一步统一了以打促谈的思想。
在此基础上，彭德怀于7月24日，就组织战役反击以配合谈判问题致电毛泽东。彭德怀通过分析后认为，美帝国主义是处在矛盾状态中。“我再有几次胜利战役，打至三八线以南，然后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”。继而提出，“我（军）于8月中（旬）争取完成战役反击的准备，如敌不进攻，则至9月举行。最好是待敌进攻，我则依靠阵地出击为有利”。
7月26日，毛泽东复电同意彭德怀意见，指出：
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。
在停战谈判进入军事分界线问题的具体讨论之后，美方代表更加傲慢、丝毫没有让步的表示时，7月31日，志愿军谈判代表邓华、解方致电彭德怀，建议“谈判需要战斗胜利配合，并须作破裂之军事准备。……战役准备，争取8月15（日）以前完成，准备破裂后的反击以8月内动作为宜。……如谈判仍在持续，最好是乘敌进攻时予以有力地打击，……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，特别是战斗的胜利相配合才更为有利。”
8月1日，毛泽东致电彭德怀，对9月战役的兵力部署和粮弹储备问题做了原则指示并提出了询问。在此形势下，彭德怀根据毛泽东的指示，结合对敌情的分析判断，以及志愿军和人民军进行战术演习教育及具体工作的准备情况，于8月8日向毛泽东报告了第六次战役的作战意图和基本设想：
下一战役无论进攻或反击，准备连续激战二十天至一个月。如我第一线伤亡严重，不能再继续作战时，将二梯队五个军及第20、第39军共七个军和人民军两个军团，适时投入战斗，再持续一个月攻势。我能坚持两个月的连续攻击，打破我以往六至七天的短时攻击。每月消耗敌四万人左右，美帝似有可能屈服求和，以三八线为界，撤退在朝外国军队。同时仍作持久战打。战役的关键是物资和兵员的适时补充，不知后方能否满足要求。
8月17日，彭德怀以志司和联司的名义向部队下达了作战预令，同时上报金日成、中央军委和东北军区。作战预令，即“第六次战役预定方案”，与8月8日的基本设想略有不同，其基本部署是：
战役第一梯队志愿军八个军，以第19兵团三个军牵制铁原至临津江西岸之敌，并切断铁原至议政府的公路，坚决阻击铁原以南之敌向北增援；集中第47、第42两军包围歼灭铁原地区的美第3师。
以第26军和第20兵团两个军，除各一部牵制当面之敌外，集中主力突破，然后视情况歼灭金化东西地区的美第25师（两个团）和南朝鲜军第2师。
第二梯队志愿军第3兵团三个军，第38、第40军共五个军，于战役开始后开进到指定地点，视情况投入作战，继续扩大战果。
人民军四个军团在北汉江以东至东海岸，分两番配合志愿军作战。
预令要求各攻击部队务于9月10日前完成连续纵深攻坚战斗的充分准备，兵团和军于8月25日前研究出具体的作战方案。担任战役第二梯队之各部根据距离远近不同，于28日前做出开进计划。并要求第9兵团（欠第26军）应有随时策应元山方面人民军第7军团和南线主力方面作战之准备。亦明确了特种兵的配属将以补充命令下达。
预备命令下达后，彭德怀征询了各级领导的意见。彭德怀在8月20日和22日分别接到邓华和解方对作战预案的意见后，于8月24日复电邓华、解方，进一步阐明了战役意图。
彭德怀在电文中说：“17日预备命令，是要把全军动员起来，积极准备作战，而非具体部署。”目的在于集中兵力（第42、第47军）火力争取歼灭铁原、大老里、汉滩川以西地区敌斜边阵地之美第3师、土耳其旅约23印0人。第19兵团实际上只是牵制、挡住美骑兵第1师、英联邦师、南朝鲜军第1师。第26军一部在金化北正面牵制，主力向金化西南迂回，以分割美第25师与第3师的联系。第20兵团主力从南朝鲜军第2师处打开缺口后，挡住或延迟美第24、第7师增援。如铁原地区敌被歼而金化地区敌有混乱可能，第26军、第20兵团即可乘势歼灭美第25师及南朝鲜军第2师一部或大部；如兵力不够时，再以第15军投入战斗，歼灭金化地区之敌。以上有下一战役第一步计划的真实企图。也是将空军二十二个团准备于9月初参战的条件考虑在内的。因此，战役第一步歼敌计划可能完成。如第一步计划只完成一部，甚至根本打不动，攻击六至七天时，拟将一线部队轮番撤退，诱敌出击，我以第3兵团预先占领金化以北之五圣山、平康、蓬莱湖及平安川以南至安峡阵地线（第42、第26军撤至玉洞里、剑不里为预备队），第19兵团、第47军亦撒守朔宁、九化里及开城以北之第一道防线吸引敌人攻击，待其伤亡疲惫至相当程度时，我集中第38、第40军共十万人，从其侧翼出击，求得歼敌两个师的兵力，将敌打回三八线。
此前，志愿军司令部为加强对准备参加反击作战之各部队的战术演习教育工作，于7月29日，转发了第64军进行攻坚突破教育情况，以促使各部队科学组织、正确实教，切实提高效果。次日，又以联司名义，将第3兵团成立战术研究会及其活动的做法通报各部队“依照办理”。根据志司指示，志愿军炮兵下达了机动炮兵调整方案，要求进行充分的准备和油弹粮食之囤积，积极配合部队作战役性质之侦察，认真了解掌握预定进攻方向之敌情道路情况。为不使刚刚入朝的第20兵团重复过去各军教训，志司除令其各级主职干部到第26、第27军阵地先行研究外，并为使该兵团在防御战中取得初步经验，拟令其于8月中旬到达淮阳以南接替第27军防务。志司还就第9兵团参加第六次战役之兵力使用提出了初步意见。
伴随联司关于“第六次战役预定方案”的下达，为把全军动员起来，积极准备作战，志愿军政治部于8月21日下发了第六次战役的政治工作指示。指示针对第六次战役的特点和部队现实思想状况，对战役前的思想发动和政治工作要渗透到各项准备工作当中，以及为确保攻击战斗的不间断提出了具体要求：
首先，要把五次战役后部队整训、新的战役准备，特别是思想教育收获总结好。对努力学习、虚心检讨经验教训进步快的给以表扬，对存有和平幻想、敷衍塞责及各种不正确的思想与情绪给以彻底的批判。
在此基础上，进行一次普遍而深入的战役思想动员，务使大家懂得打好这一战役，无论在军事上政治上，都有伟大意义，并从而彻底揭破美帝在最近和平谈判中阴谋诡计，激励全体指战员的高度义愤与杀敌的决心，发动大家订立个人的、集体的立功计划，为争取这一战役完满胜利而奋斗。
强调政治工作要协同有关业务部门，充分做好粮食、弹药、通讯器材的计划和准备。叫响“一切为了前线”的口号，发动大家克服困难、攻克难关，保证靠近最前线的一段，最艰苦的运输工作能顺利完成；研究电台、报话机、有线电话、徒步通讯在各种情况下的畅通；充分研究攻坚中之扫雷、破铁丝网等技术及各种战术动作，协助司令及后勤机关检查、督促，及时总结交流经验。
为保证持续不间断的攻击，指示号召，战斗部队要有高度的顽强性，做到边打边组织，指挥不间断；要尽量组织非战斗人员协助医务人员、担架人员，尽力抢救伤员；要发扬军事民主，同时要教育部队坚决执行命令；大家都做敌军工作，并严格执行俘虏政策，以瓦解敌军；要发扬阶级友爱，团结友邻部队，特别要体谅特种兵组建时间短、实战经验不足的困难，教育部队不埋怨、不为难，多为其创造条件，以增强步兵与特种兵间的情感，达到联合兵种共同作战的目的。
联司关于第六次战役的预备命令下达后，志愿军各部队结合各自作战任务，进一步加强作战的物质和精神准备，强化战术、技术演练，部队的练兵积极性进一步提高。同时，各兵团、军按照预令要术，认真研究制定出作战行动方案和开进计划，并按时上报联司。人民军亦详细研究了上级意图和敌我情况，拟定了具体作战方案上报了联司。