但是，就在斯大林来电的同时，毛泽东与前来北京的金日成举行了会谈。金日成也已意识到继续作战的严重困难，因而也倾向于赞同停战了。鉴于这种情况，毛泽东终于开始考虑要不要停战的问题了。他在5日傍晚发给斯大林的另一封电报中明确提出要派高岗前往莫斯科，就“我们在朝鲜战争过程中遇到的一些严重问题”提出报告，并请求指示。在得到斯大林的同意后，毛泽东第一次在电报中暗示了中共中央想要寻求停战的意向。在9日的电报里，他通知斯大林说，高岗此行准备报告我们“关于战争与和平问题”的想法。[33]
6月13日，斯大林在莫斯科听取了高岗和金日成就朝鲜战争问题进行的汇报。他很痛快地答应了中国方面提出的关于补充提供60个师的武器装备的申请订货单，和毛泽东提出的为彭德怀派遣军事顾问的要求，并告诉高岗说，志愿军的装备与敌人相比有很大的差距，必须加强坦克和火炮的数量。然而，当高岗代表中共中央开始提出，是否可以考虑以三八线为界举行停战谈判的问题时，斯大林显得有些不安。他表示：你们现在打得很好，为什么要停战？害怕打下去的应当是美国人，不是我们。我了解美国人的心理，你们多打死一名美国兵，他们多往国内送回一具棺材，他们国内反对这场战争的压力也就越大，最后要停战的一定是美国人。在高岗和金日成反复解释了中朝方面面临的困难之后，斯大林最终作了让步，说如果你们一定想停战也可以，那就试一试吧，也许是件好事。在会谈后给毛泽东的电报中，斯大林只简单地提到了一句：“我们认为，现在停战是件好事”。[34]
斯大林的答复，使毛泽东很快下了决心。他一收到电报当天就致电高岗和金日成，要他们与斯大林协商争取停战的办法。毛泽东表示：“现在由我们自己提出这个问题对朝鲜和对中国都是不适宜的，因为在最近两个月内朝鲜军队和中国志愿军都得采取防御态势”。在这种情况下要求停战，很容易被敌人看成是软弱的表现，即使能够谈判，中朝方面也必定处于不利的地位。因此，最好这样做：或等待敌方提出，或由苏联政府根据凯南的声明向美国政府试探停战问题，或两种方法同时进行。[35]
既然决定争取停战，自不必等美国来提出，完全可以利用苏联的地位。6月23日，经过斯大林的批准，马立克利用在联合国发表演说的机会提议：朝鲜“交战双方应谈判停火与休战，并把双方军队撤离三八线”。[36]25日，中美双方都非正式地表示了愿意和平谈判的意向。紧接着，根据苏联方面的建议，朝鲜战争交战双方前线司令官在6月30日和7月1日就直接谈判停战问题交换了意见，正式确定以位于双方军事接触线中朝一侧的开城作为谈判地点。随后，7月10日，朝鲜停战谈判开始了。
中共中央对停战谈判的策略
确定了谈判的方针，具体谈判起来却是一个相当复杂和技巧的问题。提出过高的条件，必使谈判陷入僵局；主动进行退让，又难免给对方造成错觉，从而步步进逼，使自己陷于被动。何况，朝鲜战争双方，互有胜负，谁也不想订城下之盟，因此虽然进入谈判，双方态度都相当强硬。经过斯大林同意，由毛泽东拟定的中朝方面关于停止朝鲜军事行动协议草案，包括以下几点：
（一）双方同时发布命令，停止军事行动。
（二）双方军事力量从三八线各后撤１０英里，建立非军事区。
（三）双方停止从外部向朝鲜的一切军事调动。
（四）在停止军事行动后３个月内分批全部交换战俘。
（五）所有外国军队在３个月内分批全部撤离南北朝鲜。
（六）南北朝鲜的难民在４个月内应返回从前居住的地区。[37]
从上述条件可以看出，谈判一开始，中国方面就不得不放弃了一些过去它最为关心的问题，如台湾问题和中国在联合国的合法席位问题等。这比1951年1月13日美国曾经投票赞同过的那个五步方案，显然是一个相当大的让步。即使比6月13日毛泽东给高岗、金日成的电报中所提出的条件，也有明显后退。[38]
但是，即使是这样一个谈判条件，也还是不足以让美国人接受。难民问题不用说了，从一开始毛泽东就怀疑美国人和南朝鲜方面是否能够接受。就是被中、朝、苏方面视为“最基本的原则问题”的两条，即限期撤退一切外国军队，和以三八线为界，恢复1950年6月25日以前的状态，美国方面也不答应。不得已，中、朝方面被迫又作出让步。就撤退所有外国军队问题争论一周后，毛泽东即明确提议：“不要提出把外国军队撤退问题作为停止军事行动的必要条件”，因为事实上我们目前也没有这个实力。金日成也表示，只要各自军队能够从三八线后撤１０英里，可以暂时放弃这一要求。[39]
而后就是以三八线为界的问题了。双方围绕着这个问题整整争论了一个月。由于美国和南朝鲜方面所占三八线以北的面积多于中朝方面所占三八线以南的面积，再加上美国在海上和空中占有绝对优势，因此，美方不仅不肯以三八线为界，甚至还提出什么“海空补偿论”，要求中朝军队从实际军事接触线后撤，来划定军事缓冲区的界限。考虑到“敌方的最终目的是要在当前战线所在地区停止军事行动”，在这方面不可能让步，因此，志愿军副司令员邓华和谈判代表团在双方相持不下一个月后即明确提出，为避免谈判破裂，“最好考虑在当前战线所在地区停止军事行动的问题，不再为三八线而进行斗争”。但斯大林最初对这种让步感到担心，他并且明确反对毛泽东这时提出的关于邀请中立国家代表介入谈判，以制约美国的意见。他再三强调：应该“是美国人更愿意继续谈判”，而不是我们。如果提出这样的建议，“将会被美国人认为是中朝方面更需要尽快签订停战协议”，这是示弱的表现，“没有任何好处”。[40]结果，停战谈判终于在8月23日被迫中断。
双方军队重新在战场上进行了大约两个月的激烈较量之后，美军在整个战线上平均又推进了两公里左右，但付出的代价相当沉重，美国人也意识到没有办法坚持它的所谓“海空补偿论”了。因此，新的一轮谈判于10月25日重又开始，只不过谈判地点按照美国人的要求，移到位于双方实际接触线中间的板门店去了。谈判继续围绕军事分界线问题进行争论。但由于美方不再坚持“海空补偿论”，中朝方面不再坚持以三八线为界的要求，主张“以双方实际接触线为军事分界线，并且由此线各后退二公里，以建立非军事区”，谈判开始取得进展。虽然斯大林仍不断地提醒中朝方面要“实行强硬路线，不能有急于结束谈判的表现”，他实际上也转而同意“采取灵活战术”了。[41]终于，谈判双方在11月27日就军事分界线问题原则上达成了妥协。[42]
斯大林支持中国采取强硬态度
随后的谈判出乎意外地卡在战俘问题上了。本来，无论是毛泽东，还是斯大林，都十分乐观地相信：“该问题不难达成一致意见”，认为“敌人很难对此提出异议”。[43]想不到，中朝方面坚持战俘全部遣返，美国和南朝鲜坚持“自愿遣返”，两方就此相持不下，以致其他问题解决后，朝鲜战争还是长时间不能停战。