志願軍第13兵團部於10月19日黃昏從長甸河口隨第40軍118師前衛團跨過鴨綠江。
10月21日黃昏，兵團部分別收到毛澤東和彭德懷關於採取在運動中各個殲滅敵人的電報。
根據毛澤東和彭德懷提出的採取在運動中各個殲滅敵人的指示，鄧華、洪學智、韓先楚、解方於當日21時改變部署，決定以一部分兵力鉗制東線長津方向前進之敵及可能由元山、平壤增援之敵，集中三個軍，在龜城、泰川、熙川、德川、寧遠地區，各個殲滅南朝鮮軍第6、第7、第8師。具體戰役部署是：第一步計畫擬以第42軍一個師附一個炮兵團，堅守長津地區，阻擊偽首都師團、第3師團，該軍主力首先控制小白山地區，視情況向孟山以南地區挺進。第40軍全部進到德川、寧遠地區，第38軍全部進到熙川地區，第39軍全部進到泰川、龜城地區，爾後視敵前進情況而各個殲滅之。
10月22日，南朝鮮第6師正集結於順川——新倉里之間，準備進抵新義州；南朝鮮第8師正集結於江東——成川之間，準備進抵滿浦鎮。根據上述情況判斷，敵軍尚未發現我軍開進，南朝鮮第6師將經新安州進至博川及其以西地區，南朝鮮第8師將進至軍隅里及其以北地區。為殲滅南朝鮮第6、第8師，毛澤東電示彭德懷、鄧華：
我軍行進路線必須避開定州、博川、軍隅里一線及其以北約二十公里地區不走，而走以北路線，否則，就會過早被敵人發覺，敵將停止前進，或竟縮回去。而此次作戰，則以在博川、軍隅里及其以北地區周圍殲該敵為最有利。請按此意圖，速定部署。
毛澤東同時指出：
如果我軍能同時包圍偽六八兩師，則於戰局最為有利。我四十軍應擔任包圍一個師，三十九軍應擔任包圍一個師。當戰鬥緊急時，除偽七師必然增援，我可繼殲該敵外，現在平壤之偽一師，亦應估計可能增援，你們也要準備對付該師。
當日，彭德懷致電鄧華、洪學智、韓先楚並報毛澤東、高崗：我軍先佔德川已不可能，應迅速從39軍或40軍中車運一個師佔據熙川南之妙香山——杏川洞線構築工事。待偽6、7、8師攻擊時，我集39軍、40軍主力由溫井——雲山線向東攻擊敵側背，38軍由杏川洞向寧邊、德川攻擊，42軍仍應迅速集結長津。
第13兵團根據毛澤東和彭德懷的指示精神，立即重新部署兵力，決定：第39軍以一個師扼守鐵山、宣川地區，軍主力進至龜城及泰川西北，準備捕殲南朝鮮軍第6師；第40軍主力進至溫井、雲山地區，準備捕殲南朝鮮軍第8師；第38軍車運一個團控制妙香山、杏川洞，軍主力迅速進至熙川地區，一方面阻擊敵北進，同時準備配合第39軍、第40軍作戰；第42軍以一個師控制小白山地區要點，軍主力迅速進至長津——舊津里線一線，阻擊東線之敵。
與此同時，第13兵團政治部發布政治動員令，號召全體指戰員發揚革命的英雄主義精神和勇敢頑強的戰鬥精神，不怕一切犧牲，克服一切困難，保證首戰獲勝，轉變朝鮮戰局。
接到彭德懷和第13兵團的部署電後，毛澤東於10月23日7時致電彭德懷和鄧華同意第13兵團的部署，並指出：「總以利於以主力插到敵人的後面和側面，全殲六八兩師為原則。」
10月23日中午，毛澤東又得到新的敵情通報：敵軍進展甚速，南朝鮮第6師主力於22日已到價川，小部到寧邊，南朝鮮第1師有一個團已到軍隅里。毛澤東估計南朝鮮第6、第1師當日均可到寧邊，立即致電彭德懷、鄧華並告高崗：
速令四十軍主力即在溫井地區蔭蔽集結，以一部控制熙川，不要去雲山、寧邊與敵過早接觸。三十九軍即在龜城地區集結，亦不要去泰川。該兩軍偵察部隊不要到定州、博川、寧邊、球場去了，要注意避免和敵打響，要將熙川——溫井——龜城一線以南地區讓給敵人，誘敵深入，利於殲敵。三十八軍應迅速前進。
毛澤東仍然放心不下，於當日再次發電，指示鄧華、洪學智、韓先楚並告彭德懷：
敵進甚急，捕捉戰機最關緊要。兩三天內敵即可能發覺是我軍而有所處置，此時如我尚無統一全軍動作的處置，即將喪失戰機。因此，你們應迅速乘車至彭處，與彭會合，在彭領導下決定戰役計畫，並指揮作戰。
10月24日中午，鄧華、洪學智、韓先楚到達大榆洞和彭德懷會合。原來，彭德懷與金日成在大洞會談後，又率指揮人員轉移到距大洞僅兩公里的大榆洞。
大榆洞原是朝鮮一座有名的金礦。位於平安道的北鎮西北三公里處，四面環山，從東北向西南方向有一條溝。山溝兩邊的山坡上散落著一些金礦。志願軍司令部駐地就設在山坡下的一座木板搭成的工棚里。
在工棚里，彭德懷高興地與鄧華、洪學智、韓先楚一一握手。接著他主持召開了作戰會議。
彭德懷首先介紹了與金日成的會談情況，他說：「朝鮮前線情況很混亂，由平壤撤退的人民軍部隊與金日成指揮部已多日未聯絡，現在朝方僅三個師，已無法阻攔敵人向中朝邊境推進。」
彭德懷接著說：「因原定陣地作戰難以實現，確定以運動戰方式，採取分割、包圍的戰術殲敵，力爭初勝利，以穩定局勢。」
第二天，第13兵團收到中共中央來電，電報指示：
（一）為了適應目前偉大戰鬥任務的需要，十三兵團司令部、政治部及其他機構，應即改組為人民志願軍司令部、政治部及其他機構；（二）彭德懷同志為人民志願軍司令員兼政治委員（前已通知），鄧華、朴一禹、洪學智、韓先楚四同志均為副司令員，鄧華、朴一禹二同志均兼副政治委員，解方同志為參謀長，政治部、後勤部及其他機構的負責同志均照舊負責；（三）黨委組織亦照原名單加入彭朴二同志，以彭德懷同志為書記，鄧華、朴、一禹為副書記。
「聯合國軍」在北進過程中，未遭堅強抵抗，且具有現代化裝備，前進速度很快。從20日到24日，「聯合國軍」推進了100餘公里，距離朝中邊境最近處已不足100公里。10月24日，麥克阿瑟發布新的命令，取消了美國參謀長聯席會議「9.27」指令中關於「非南朝鮮的軍隊一概不準在和蘇聯接壤的東北各道或沿滿洲邊境使用」的規定，命令所屬所有部隊「全速和全力向北推進」到中朝邊境，先控制邊境要點，堵住朝鮮人民軍的退路，消滅朝鮮人民軍，摧毀朝鮮人民政權，以求儘速實現其侵佔整個朝鮮的計畫。
此時，志願軍由於只能在夜間徒步行動，在行進途中，一直受到敵軍飛機的襲擾，在路上又遇到正向江界、新義州撤退的朝鮮黨政軍民，人員、車輛和馬匹，經常在道路上堵塞，志願軍前進速度較慢。至24日，志願軍除第40軍先頭兩個師進到北鎮以東、雲山以北即將接近敵人外，其他各軍距敵尚有20至50公里。根據這一情況，毛澤東及時電示彭德懷、鄧華並告高崗：
今日情報，偽六師向楚山、北鎮方向進攻，偽八師經寧遠到熙川後向江界進攻，偽一師（戰鬥力頗強）已到寧邊、龜城。請你們注意誘敵深入山地然後圈殲之，敵人至今還不知道我情況。（請注意白頭山制高點）彭德懷、鄧華、洪學智、韓先楚、解方重新制定部署，決定以第40軍集結於溫井以北、北鎮以東地域，待機殲滅南朝鮮第6師於溫井及其西北地域；第39軍迅速集結於雲山西北地域，準備在第40軍圍殲南朝鮮第6師時，調動南朝鮮第1師來援，將南朝鮮第1師殲滅於雲山附近；第38軍和第42軍第125師，集結於熙川以北明文洞、倉洞地域，準備殲滅南朝鮮第8師於熙川及其以北地區；第42軍第124、第126兩師於東線長津以南黃草嶺、赴戰嶺地區阻擊敵人北進，牽制東線之敵，配合西線作戰。同時，命令第66軍主力自安東過江，向鐵山方向前進，準備阻擊英第27旅。