美国侵略军为了挽回面子和颓势，于1月25日，以汉城为主要突击方向，发动了全线进攻。中国人民志愿军和朝鲜人民军实施积极的防御作战，有计划地节节阻击，歼灭敌人。3月14日，主动撤出汉城。至4月21日，将敌阻于三八线附近地区。在这第四次战役中，共歼敌78000余人，给了进犯之敌以沉重打击。毛泽东高瞻远瞩，统观全局，看到了朝鲜战争有长期化的可能，遂提出了新的方针。3月1日，毛泽东对志愿军发出指示：朝鲜战争有长期化的可能，至少我应作两年的准备。目前敌人的作战意图是与我进行消耗战。为了粉碎敌人意图，坚持长期作战，达到逐步歼灭敌人之目的，我志愿军拟采取轮番作战的方针。在指示中，毛泽东还明确指出，我军必须“以几年时间，消耗美国几十万人，使其知难而退，才能解决朝鲜问题。”中央军委执行毛泽东轮番作战锻炼部队的方针，遂令3兵团（12、15、60军）、20兵团（67、68军）和47军自3月起陆续入朝参战。入朝后，同即将入朝的19兵团（63、64、65军）共9个军27个师作为第二番部队。
从4月22日至6月10日，中国人民志愿军举行了第五次战役，歼敌8万余人，将敌人阻止于三八线附近。从此，敌我双方转入战略对峙，战线稳定在三八线附近。
美伪深恐朝中部队再次越过三八线向南推进，先后两次向苏方表示，希望苏联能从中斡旋、帮助，并转告朝中方面，说明美方愿意立即停火，停止军事行动，然后谈判议和。
斯大林闻讯，立即向中方作了详细的解释和建议。他指出这是美国一个重大的战略考虑，同时，也表明它对侵朝战争前途的一种焦急和忧虑。
消息很快传到北京和平壤。6月初，***首相来到北京，和毛泽东、周恩来等一起研究朝鲜战局并协商关于朝鲜停战问题，商定目前两个月不进行大的反攻战役，以便于进行和谈。于是，中央决定派高岗陪同***前往苏联，共同协商朝鲜停战问题，并向苏方表明我双方对停战的意见和态度。师哲同行。6月中旬到达莫斯科后，中国同志住在奥斯特罗夫斯卡娅街八号公寓。朝鲜同志住在另外的地方。
斯大林立即接见了***、高岗，首先，关心研究朝鲜前线的实际情况，并想弄清以下几个问题：一、前线上的实际情况如何，战斗行动是否还在继续？二、南北军队所占据的阵地位置（战略据点）的优劣比较，朝中能否坚守住阵地而不动摇？三、敌方反扑能力与可能性如何？如反扑，能否抵御住？一句话，朝中军队目前占据的是不是有利地位？最后他问立即停火好？还是再打一下，待修正战线地位后，再谈停战好？
这时，朝中两方人员都混淆了各不相同的词汇用语，把停火、停战、媾和（和解）、休战、和约等词汇混杂、交叉使用。
斯大林说：我们现在商谈的是属于哪一范畴的问题，对此应该用一个清楚的、准确概念的名词，否则，像你们在谈话中同时混同地使用几个不同概念的名词，使人越听越糊涂。你们用明确的概念表明你们的意图，才好与对方办交涉嘛。
朝中方面回答：我们的愿望是停战。接着斯大林又问：是就地停战？还是要求双方在作过某些调整后（即防线上的调整或依地理、地形需要做的调整）再停战？有否某方被包围的部队或地方？对这个问题没有人能回答清楚，而朝中两方提供的地图标志是过时了的。
斯大林立即找苏军总参谋部的一位将军携带军用地图来说明当时朝鲜前线的情况。
最后，又商讨了停战日期。当会谈基本结束，大家进入休息室时，斯大林又关心地提出了“停战后的打算是什么？”“怎样稳住朝鲜局势，恢复和发展经济建设”等问题。在交谈中，斯大林对毛泽东、中共和中国志愿军以劣势装备能打败世界上最强大的美帝国主义十分赞赏，并说，中国的抗美援朝，站在反帝斗争的第一线，打得非常好。我们供给军火装备是应该的，不要钱。
这时，有人对彭德怀有意见，说彭德怀叫中国志愿军轮换入朝作战，几个师打一段，一调换，换上了苏联的武器装备，打一段，又调换，这不是故意换苏联的武器装备吗？斯大林听着听着，高兴得拍手叫好。他说：“好，好！彭德怀真有办法！这样一轮换，锻炼了部队，改善了装备，提高了部队的战斗力，又便于长期坚持，妙！真妙！”
6月23日，苏联驻联合国代表马立克在联合国新闻部举办的“和平的代价”的广播节目中发表了广播演说，提出和平解决朝鲜战争的建议。他说“第一个步骤是交战双方应该谈判停火与休战，双方把军队撤离三八线。”
6月25日、7月3日我《人民日报》连续发表社论，强调中国人民是爱好和平的，指出“毫无疑问，作为和平解决朝鲜问题的第一个步骤，马立克的提议是公平而又合理的。”7月10日朝鲜停战谈判首次会议在开城举行。但美国并无诚意，提出许多无理要求，并连续发动了夏、秋季攻势。在朝中部队连续粉碎了敌人的夏、秋季攻势之后，美国被迫在开城以南的板门店重新恢复谈判，并于11月27日接受了我方提出的“以实际接触线为军事分界线”的方案。
谁料此时，一向号称“文明”、“民主”的美国竟然进行细菌战。1952年1月28日，朝鲜江原道平康、伊川等地发现美国飞机撒布带菌昆虫。据后来被俘的美国海军陆战队第一空军联队上校参谋长许威布尔供称：美国在朝鲜的细菌战早在1951年冬就已开始进行。不久，美国投掷细菌的范围即扩大到朝鲜全境和中国境内。
3月8日，周恩来发表声明，严重抗议美国政府派飞机侵入中国领空进行细菌战。世界人民和各种组织也纷纷发表声明，谴责美国实施细菌战的罪行，美国的细菌战计划，很快地彻底破产了。
毛泽东重视实践经验，并努力使之上升到理论的高度，指导未来的斗争。在朝鲜战争的指挥上，毛泽东及时总结经验，强调集中我军优势的兵力火力，采取突然动作，以迅雷不及掩耳之势，对成排成连成营的敌军，给以全部或大部歼灭的打击；然后在敌人向我军举行反击的时机，又在反复作战中给敌以大量杀伤；然后依情况，对于被我攻克的据点，凡可以守住者固守之，不能守住者放弃之，保持自己的主动，准备以后的反击。中国人民志愿军协同朝鲜人民军作战，采用此种战法，取得了一连串的胜利。仅从1952年9月18日开始，对全线敌军进行战术性的反击作战，在一个月内，就歼灭和击伤敌军3万人以上，获得了重大的胜利。10月24日，毛泽东给志愿军的电报中指出：此种作战方法，继续实行下去，必能致敌死命，必能迫使敌人采取妥协办法结束朝鲜战争。
根据毛泽东的指示，中国人民志愿军先进行了五圣山附近的作战，歼敌2万5千余人；后又发起金城战役，歼敌5万余名，有力地配合了停战谈判。1953年7月7日朝鲜停战谈判达成协议。美国侵朝军总司令克拉克上将后来回忆说：“我成了历史上签订没有胜利的停战条约的第一位美国陆军司令官”，“我感到一种失望的痛苦”。
抗美援朝，经过三年。敌人伤亡了109万人，损失惨重，不能再打了，不得不坐下来和谈。傲慢的美帝国主义者，凡是可以不讲理的地方就一定不讲理，只有在被逼得不得已的时候，才坐下来讲一点理。只有在中朝两国人民用劣势的装备战胜了优势装备的敌人，不但把他们打回到三八线，而且守住了三八线的时候，他们才坐下来和谈。
1953年9月12日，毛泽东在《抗美援朝的伟大胜利和今后的任务》一文中指出：抗美援朝战争的胜利是伟大的，是有很重要的意义的。第一，中朝人民一起，把美帝国主义打回到三八线，守住了三八线，证明了我们是铜墙铁壁。战争最初是能不能打，后来是能不能守，再后来是能不能保证给养，最后是能不能打破细菌战。这四个问题，一个接着一个都解决了，我们的军队是越战越强；美国人攻不动我们的阵地，相反，他们常常是被我们吃掉。第二，取得了军事经验。中国人民志愿军的陆军、空军、海军、步兵、炮兵、坦克兵、铁道兵、防空兵、通讯兵，还有卫生部队、后勤部队等等都取得了对美国侵略军队实际作战的经验。打了三十三个月，把美国军队的底摸熟了，明白了美帝国主义并不可怕。第三，提高了全国人民的政治觉悟。第四，推迟了帝国主义新的侵华战争，推迟了第三次世界大战。抗美援朝使帝国主义侵略者懂得：中国人民已经组织起来了，是惹不得的。惹翻了，不好办。
毛泽东的总结言简意赅，深刻全面，但没有提到斯大林。实际上，抗美援朝是毛泽东和斯大林关系转折的一个重要阶段，也是斯大林对中共和中国革命认识的一个转折点。过去，在很长的一段时期，斯大林对中共及其领袖毛泽东有怀疑，毛泽东不解释，不埋怨，用自己的行动，用英勇无比的反侵略战争，用挥师抗美援朝的漫天炮火，把那一团团厚重的疑云打散了，打消了。这正如周恩来在1960年7月14日、15日讲话中说的：“斯大林的怀疑一经实践证明不对，看法也可以改变。例如他怀疑我们不是真正的马克思主义者，怀疑我们对于帝国主义不斗争，一到抗美援朝，他的看法就改变了。斯大林还是讲理的。”