美國通過其駐蘇聯大使柯克從蘇聯政府探明馬立克，6月23日發表的演說代表的是蘇聯政府的觀點後，指示李奇微於6月30日，在東京時間上午8時，以「聯合國軍」總司令的名義，通過廣播向中國人民志願軍司令員和朝鮮人民軍司令官發布了要求舉行停戰談判的通知。通知中說：「在接到你們願意舉行會談的通知後，我將指派我的代表，並提出雙方代表會晤的日期。我提議這樣的會議在元山港內一艘丹麥的醫療船上舉行。」
在李奇微發出廣播通知之前，美國駐聯合國代表即向蘇聯外交部通報了即將由李奇微發出的通知的內容，金日成獲得這個通知內容後，於6月30日致電毛澤東，認為應通過廣播答覆李奇微，同意與其代表進行關於停戰談判的會晤，並擬制了答覆通知的文稿，要求這個文稿由金日成和彭德懷兩人共同簽署，如果沒有彭德懷的簽署，美國人可能會認為這個答覆沒有任何意義。李奇微的廣播通知發出後，同一天，毛澤東致電斯大林，發去了與金日成擬制的答覆文稿大致相同的內容，徵求意見，並請斯大林將意見直接告金日成並通報毛澤東。7月1日，以朝鮮人民軍總司令金日成和中國人民志願軍司令員彭德懷的名義，對李奇微的廣播通知作了答覆：「我們同意為舉行關於停止軍事行動和建立和平的談判而和你的代表會晤。會晤地點，我們建議在三八線上的開城地區。」
此後，志願軍和人民軍於7月初組成了停戰談判代表團，志願軍代表為副司令員鄧華和參謀長解方，人民軍代表為人民軍總參謀長南日、情報局局長李相朝、第1軍團參謀長張平山，以南日為人民軍和志願軍首席代表。儘管這次停戰談判是雙方司令官派出代表的軍事談判，但由於雙方參戰國之多和這場戰爭本身就是冷戰背景下的產物，並且是在戰場上力量旗鼓相當的形勢下談判，而志願軍和人民軍談判的主要對手又是推行強權政治、妄圖稱霸世界的美國軍隊的代表，這場談判本身就具有極強的政治性，具有特殊的艱巨性和複雜性。因此，毛澤東和金日成極為重視這場談判，經過協商，建立了三線談判班子。第一線班子是由談判代表團，在談判桌上與「聯合國軍」代表團進行面對面的唇槍舌劍；第二線班子是中國外交部副部長兼中央軍委情報部部長李克農和外交部國際新聞局局長喬冠華組成的停戰談判前線指揮部，坐鎮前方直接指揮，對每日談判提出方案。並組成了以李克農為書記，鄧華、解方、喬冠華等為委員的志願軍談判代表團黨委。李克農直接與毛澤東、周恩來、金日成、彭德懷聯繫，報告情況，獲得有關指示。第三線班子是最高決策層，由毛澤東、周恩來、金日成、斯大林共同協商，並徵求彭德懷的意見，確定談判的總體方案、方針和原則，根據談判具體進展情況及時發出指示。毛澤東曾建議由斯大林親自領導，但最高決策層有關對談判的指示絕大部分以毛澤東名義發出，小部分以周恩來名義發出，最高決策層的具體操作（主要是毛澤東與金日成、斯大林協商有關問題的電報，和給李克農及談判代表團的指示）都是由周恩來負責。
戰場雙方經過協商，7月10日，朝鮮人民軍和中國人民志願軍代表團（下簡稱「朝中代表團」）同「聯合國軍」代表團（下簡稱「美方代表團」）在開城開始了朝鮮停戰談判。美方參加談判的首席代表為美遠東海軍司令特納·喬埃中將，代表為美遠東空軍副司令勞倫斯·克雷奇少將、美第8集團軍副參謀長亨利·霍治少將、美遠東海軍副參謀長阿爾林·伯克少將、南朝鮮第1軍團軍團長白善燁少將。
朝鮮停戰談判局面的出現，是戰場上實際較量的結果。美國被迫謀求談判解決問題，是美國當局承認朝戰失敗的一種表現。然而，這種承認是不幹脆的，是羞羞答答的。美國當局雖然謀求通過談判實現朝鮮停戰，但並不願公平合理地解決朝鮮問題。正如彭德懷在朝鮮停戰實現後的1953年9月所說的：「朝鮮停戰談判是一次史無前例的停戰談判。它既不是帝國主義者征服了別的國家、強迫別國接受投降條件的停戰談判，也不是帝國主義者爭奪火併、相持不決，只好以妥協瓜分殖民地謀得短暫和平的停戰談判，而是一個妄圖獨霸世界的帝國主義者，在侵略戰爭中遭受到年輕的新興的人民民主國家的反抗並遏制之後，不得不罷手而勉強接受的停戰談判。很顯然，帝國主義者對於這樣的談判是不會心甘情願地接受的，他無時無刻不在力圖翻案。」美方代表團在談判中無時無刻不表現出侵略者狂傲的姿態，因此，使談判一開始就舉步維艱。
在停戰談判開始前，毛澤東經與金日成、斯大林電報往來協商，於7月5日提出了實現朝鮮停戰的6條協議草案，即：
1.1951年×月×日，雙方同時發布停火命令，雙方在朝鮮的陸海空軍停止對對方的敵對行動；
2.雙方陸海空軍力量從三八線各後撤10英里，在三八線南北各10英里的地區建立非軍事區，非軍事區的民政恢複到1950年6月25日以前的狀態，非軍事區三八線以北屬朝鮮人民政府管轄，三八線以南屬南朝鮮政府管轄；
3.雙方停止從朝鮮境外向朝鮮調運武器裝備，調動或補充人員；
4.在停止軍事行動3個月內，雙方分批全部交換戰俘；
5.非朝鮮的外國軍隊（包括中國人民志願軍）在2～3個月內分批全部撤出朝鮮；
6.南北朝鮮難民在4個月內應返回原居住區。
根據這6條方案，李克農擬制了南日和鄧華準備在第一次談判會議上的發言稿，經金日成審改後，7月10日，朝中代表團由首席代表南日在談判第一次會議上的發言中，提出了其內容與上述6條方案大體相同的3項建議，即：
第一，在互相協議的基礎上，雙方同時下令停止敵對軍事行動，陸軍停止對對方的攻擊、襲擊與偵察；海軍停止對對方的轟擊、封鎖與偵察；雙方空軍停止對對方的轟炸與偵察。顯然，雙方停火，不但可以減少生命財產的損失，而且是撲滅朝鮮境內戰火的第一步。
第二，確定三八線為軍事分界線，雙方武裝部隊應同時撤離三八線10公里，並於一定時限內完成之。以雙方撤離的地區為非軍事地帶，雙方皆不駐紮武裝部隊或進行任何軍事行動。這裡的民政，恢複到1950年6月25日以前的原狀。與此同時，立即進行關於交換俘虜的商談，使各國俘虜早日還鄉與家人團聚。
第三，應在儘可能短的時間內撤退一切外國軍隊，外國軍隊撤退了，朝鮮戰爭的停止與朝鮮問題的和平解決，便有了基本的保證。
中國人民志願軍代表鄧華髮言完全支持南日提出的3項建議，指出：「在朝鮮作戰的雙方停火、確定三八線為雙方軍事分界線及撤退一切外國軍隊，是符合朝鮮人民、中國人民以及世界人民的願望和要求的。我們認為朝鮮人民軍的代表所提出的三項建議，是停止朝鮮戰爭及和平解決朝鮮問題的前提與基礎。」
美國當局對李奇微在戰場上的談判作了嚴格限制，要求李奇微要小心，不要涉及政治，不僅不要提到台灣的意向以及共產黨中國在聯合國的席位問題，而且也不要提到三八線，這些問題需在政治談判時才能加以考慮。因此，在南日、鄧華髮言後，美方首席代表喬埃在談判會上反覆聲明，此次談判會議只討論與朝鮮有關的軍事問題，不討論政治問題和經濟問題，也不討論與朝鮮無關的軍事問題，並說朝中方面的3項建議含有政治問題，但未具體指出。同時提出首先通過談判的議程，並提出了他們事先準備好的9條議程方案，即：
1.通過議程；
2.戰俘營的地點和紅十字國際委員會訪問戰俘營的權利；
3.談判僅限於與朝鮮有關的軍事問題；
4.在足以保證在朝鮮不再發生敵對軍事行動的條件下，停止朝鮮的軍事行動；
5.對橫貫朝鮮的非軍事區達成協議；
6.軍事停戰委員會的組成、權力與職司；
7.協議在停戰委員會下設立軍事觀察小組，並在朝鮮視察的原則；
8.軍事觀察小組的職司；
9.關於戰俘的安排。
朝中代表團認為美方所提9條議程方案，其第1條是個程序問題，第2條不屬本次談判討論的範圍，第3條沒有實際意義，第4～9條是要討論的內容，這已包括在朝中方面所提的3項建議中，但美方既未提三八線問題，也未提撤軍問題。朝中代表團研究後，針對美方方案在南日所提3項建議的基礎上，提出了包括5條內容的議程方案，即：
1.通過議程；
2.作為在朝鮮停止敵對行動的基本條件，以三八線為雙方軍事分界線並建立非軍事區問題；
3.從朝鮮境內撤出一切外國軍隊問題；
4.在朝鮮境內停火與休戰的具體安排問題；
5.關於停戰後戰爭俘虜的安排問題。
李克農將這5條議程方案的內容於當天中午