艾森豪威爾當選美國總統後，斯大林曾發出與美國合作以結束朝鮮戰爭的建議。1953年2月間，美國獲悉即將召開的第七屆聯大下半期會議可能提出朝鮮戰爭雙方交換傷病戰俘問題。如果美國建議或支持這類方案，將會在政治上處於主動地位。而且國際紅十字會於1952年12月13日已通過按日內瓦公約有關精神，在停戰前先行交換病傷戰俘的決議。「聯合國軍」總司令克拉克當時就支持該項決議。在此背景下，克拉克根據美國當局指示，於1953年2月22日致函金日成和彭德懷，建議「立即遣返那些身體適於旅行的重病重傷被俘人員」。克拉克的建議表明，美國希望回到談判桌上來。
此前，回到北京的喬冠華對停戰談判的前途進行了分析，並建議一動不如一靜，讓現狀拖下去，拖到美國願意妥協並由它採取行動為止。毛澤東、周恩來同意喬冠華的意見。克拉克新建議提出後，毛澤東的結論仍是一動不如一靜，讓現狀拖下去，觀察一段時間再說。
1953年3月5日，斯大林患腦溢血突然病逝。蘇聯新領導人要致力於解決內部問題，希望朝鮮戰爭儘早結束，朝鮮方面也有這種意願。在周恩來為首的中國政府代表團赴蘇參加斯大林葬禮期間，中蘇雙方多次就朝鮮問題進行了磋商，並徵求了朝鮮方面的意見，決定在戰俘遣返方式上做一讓步，以爭取實現朝鮮停戰。
3月28日，朝中雙方以金日成和彭德懷的名義向克拉克發出回覆函，表示同意對方關於在戰爭期間先行交換雙方病傷戰俘的建議，同時提出這數字步驟「應當使之引導到全部戰俘問題的順利解決，使世界人民所渴望的朝鮮停戰得以實現」。
3月30日，周恩來以政務院總理兼外長的身份發表關於朝鮮停戰談判問題的聲明。聲明對戰俘問題的解決辦法闡明了觀點：
關於戰俘問題，中華人民共和國政府和朝鮮民主主義人民共和國政府一向認為、現在仍然認為，只有根據1949年日內瓦公約的規定，特別是該公約第118條的規定，停戰後戰俘即予釋放並遣返，不得遲延，才是合理的解決。但是鑒於雙方在這個問題上的分歧是目前達成朝鮮停戰的惟一障礙，並且為滿足世界人民的和平願望，中華人民共和國政府和朝鮮民主主義人民共和國政府本著一貫堅持的和平政策，本著一貫努力於迅速實現朝鮮停戰，爭取和平解決朝鮮問題，以維持和鞏固世界和平的立場，準備採取步驟來消除在這個問題上的分歧，以促成朝鮮停戰。為此目的，中華人民共和國政府和朝鮮民主主義人民共和國政府提議，談判雙方應保證在停戰後立即遣返其所收容的一切堅持遣返的戰俘，而將其餘的戰俘轉交中立國，以保證對他們的遣返問題的公正解決。
必須指出，我們這一提議，並非放棄了日內瓦公約第118條關於停戰後戰俘即予釋放並遣返，不得遲延的原則，也非承認了聯合國軍方面所說的戰俘中有所謂拒絕遣返的人，只由於終止朝鮮流血戰爭及和平解決朝鮮問題是關係到遠東及世界人民的和平與安全問題，所以我們才採取這一新的步驟，準備將在對方恐嚇和壓迫下心存疑懼、不敢回家的我方被俘人員，提議在停戰後轉交中立國，並經過有關方面的解釋，以保證他們的遣返問題能得到公正解決，而不致因此阻礙朝鮮停戰的實現。
周恩來曾對中朝兩國政府採取的這個辦法做過說明。他說，停戰談判進行快兩年了，美方在談判中採取拖延政策，凡是對他有利的就談，不利的就拖。而我們在全部談判中一貫堅持了和平解決朝鮮問題的方針。因為美方蠻橫無理地堅持其「自願遣返」的原則，所以我們不能與他妥協。當他虛張聲勢，嚇唬人的時候，我們必須堅決地頂回去。我們堅持原則是對的，但是不能老僵著，因此在時間上讓了一步，分成兩個步驟來實現。我們提出的這個遣俘方案，與美國方案和印度方案不同，我們這個方案是交中立國。在這種情況下恢複談判是定了的，結束戰爭的可能性是大大增強了，但打的可能性還存在。我們還是兩句話，爭取和平，但是也不怕戰爭。
朝中方面關於戰俘遣返的新建議在堅持全部遣返戰俘原則的前提下，在遣返方式上表現了靈活性。這一建議，得到包括英、法等國的世界輿論的普遍支持，它使停戰談判的最後一個障礙有希望得到排除，打破了談判的僵局。
4月26日，雙方淡判代表團大會在中斷多天後終於恢複。
談判恢複後，雙方在中立國提名問題上又有爭議。美韓方面還企圖停戰後立即釋放不直接遣返的朝鮮籍戰俘，這仍然等於扣留戰俘。朝中兩國堅決反對一切直接扣留或變相扣留戰俘的企圖。為了打擊美國和南朝鮮對停戰談判的阻撓，志願軍發動夏季進攻戰役，以打促談，爭取談判合理解決。
在志願軍戰場攻勢配合下，6月8日，談判雙方最終就戰俘問題達成了協議，美國在中立國提名和戰俘交接辦法上基本接受了朝中方面的方案。根據這一協議，一切不直接遣返的戰俘，應於停戰生效後六十天內由拘留一方的軍事控制下釋放出來，在朝鮮境內交給由波蘭、捷克斯洛伐克、瑞士、瑞典、印度五國代表組成的中立國遣返委員會看管。戰俘所屬國家應有自由與便利，自中立國遣返委員會接管戰俘之日起派遣代表向一切依附於該國之戰俘進行九十天的解釋。九十天之後如尚有未行使遣返權利的戰俘，其處理問題應交由政治會議在三十天之內解決。在此以後尚有未行使遣返權利的戰俘，而政治會議又未為他們協議做出處理辦法者，應由中立國遣返委員會在三十天之內宣布解除其戰俘身份，使之成為平民，並協助他們前往他們申請要去的地方。
至此，停戰談判的全部問題均已達成協議，隨後轉入停戰簽字的最後準備工作。簽字的時間，雙方不約而同地選擇在6月25日——朝鮮戰爭爆發三周年的日子。
不料，這時南朝鮮李承晚當局因不滿意美國與朝中方面達成的戰俘協議，於6月18日凌晨有預謀地「釋放」了27000名朝鮮人民軍戰俘，事實上是不經過正當程序而將這些戰俘強行扣留在南朝鮮。為了打擊美李軍隊這種欺詐行為，毛澤東與彭德懷決定推遲簽字，再打一仗懲罰南朝鮮當局。聲勢浩大的金城戰役於7月13日打響，志願軍一舉攻破南朝鮮軍四個師防守的正面25公里的陣地，奪占土地190多平方公里。在志願軍凌厲攻勢打擊下，美國和南朝鮮當局做出了嚴格遵守停戰協議的保證，7月27日，朝鮮停戰協議最終簽字了。
戰俘問題的談判曾被認為是比較簡單，不會成為障礙的一項議程。可是事實上，它卻成了談判所有問題中最困難、耗時最久的一項。從開始到結束，一波三折，分歧迭起，僵局連連，歷時一年七個多月，比戰俘問題以外的其他四項議程所費時間的總和還多一倍。把談判的簡單問題複雜化的根本原因在於美國當局的實用主義。美國出於國內政治和全球戰略的需要，不希望迅速停戰，於是想出種種辦法人為地設置一系列障礙，使簡單問題不簡單，順利問題不順利，致使談判出乎所有人意料之外地延長。