这时，毛泽东点将徐向前，率“中华人民共和国中央人民政府兵工代表团”前往苏联，洽谈对志愿军的武器援助问题。代表团的任务：一是购买苏联武器装备，二是多搞点技术项目，发展我们的兵工生产。

毛泽东最后说：“这次去谈判，代表团去哪些人，谈判哪些具体项目，还有什么困难，可同政务院及彭德怀商量，彭德怀从朝鲜回来治病，对外保密，你要去听听他的意见。”

徐向前说：“请主席尽管放心，交给我的任务，一定努力完成。”

经政务院和中央军委批准，代表团由徐向前任团长，成员有空军副司令王秉璋、重工业部副部长刘鼎科、炮兵参谋长贾陶等8人，另外还有3名工作人员。代表团主要任务有两项，一是购买60个师的武器装备；二是请求苏联援助我国兵工厂的建设，统一步兵武器制式和生产152毫米口径以下各种火炮的技术转让问题，双方商定此次谈判是秘密的，对外不公开。

徐向前率代表团于5月25日由北京乘火车出发，陪同代表团出访的有苏联驻华使馆武官、军事总顾问柯道夫中将及夫人，列车横贯亚欧，于6月4日抵莫斯科。苏军总参谋长什捷缅科大将等人到车站迎接。