战争果然在没有事先通知中国的情况下爆发了，毛泽东甚至是从外国报纸上得知这一消息的。 尽管中国领导人对此颇有不满，但在美国直接参与战争的情况下，还是表示要支持北朝鲜。7月初，中国政府同意将东北军区部队中的200名朝鲜籍干部送回朝鲜，以便加强人民军的干部素质。同时，周恩来还向罗申表示，中国同意苏联政府提出的请求允许经长春铁路和中国领空向朝鲜运送军用物资的要求。 中国领导人特别向苏联提出了为朝鲜提供军事援助的问题。7月2日，周恩来会见罗申时通报了中国对朝鲜战局的估计:美国可能向朝鲜增兵，在南方一些港口登陆，并沿铁路线北进。建议人民军加速南进，占领这些港口，尤其是应在仁川地区组织强大的防御，保卫汉城，并防止美军陆战队在此登陆。周恩来一方面抱怨朝鲜领导人无视毛泽东屡次提出的美国将进行军事干涉的警告，一方面又强调，如果美军越过三八线，中国将组成穿着人民军制服的志愿军对抗美军。周还说，目前在东北已集中了3个军12万人的兵力，希望苏联能够提供空军掩护。 7月4日，中国情报总署署长邹大鹏甚至向罗申讲述了如何通过山东半岛的港口将北朝鲜军队运往南朝鲜，以及如何将中国的军事专家送到南朝鲜战场帮助朝鲜人民军的具体设想。

对于中国的建议，斯大林马上表态支持:“我们认为立即集中9个中国师到中朝边界是正确的，以便当敌人越过三八线时在朝鲜开展志愿军的行动。我们将尽最大努力为这些部队提供空中掩护。” 斯大林还催促中国尽快派代表到朝鲜，以便加强联系和解决问题。 此时中国驻朝鲜大使倪志亮尚在国内养病，为了保持与朝鲜方面的联系，周恩来早在6月30日就临时改派原定去东德工作的柴军武(后改名柴成文)以政务参赞名义去朝鲜。临行前，周恩来指出:“现在朝鲜人民处在斗争的第一线，要向朝鲜同志表示支持，看有什么事需要我们做，请他们提出来，我们一定尽力去做。保持两党两军之间的联系并及时了解战场的变化，是当前使馆的主要任务。” 然而，朝鲜领导人却对中国使馆采取了封锁消息的作法。据柴成文回忆，当他7月10日到达平壤后，金日成给予了很高的礼遇:“今后有什么事，可以随时找我”，还指定人民军总政治局副局长徐辉每天向中国武官介绍一次战场情况。但不久中国使馆便发现，徐辉所谈的情况，绝大多数都是朝鲜当晚对外广播的战报，而柴也不可能经常见到朝鲜最高领导人。对于中国使馆提出派副武官到人民军部队参观学习的请求，朝鲜方面则一直拖而不答。在同其他朝方人员的接触中，柴感到军事情报对于中国人基本上是个禁区。尽管朝鲜政府内务相朴一禹曾在中国工作过，此时常到使馆吃中国饭，但显然是受到纪律的严格约束，他也从不谈及内部的军事情况。 与此同时，中国军队拟派往朝鲜了解情况的参谋团，也遭到拒绝。

然而，战事的拖延使中国领导人越来越感到必须做好出兵援朝的准备。8月11日，已经集中在东北的第13兵团根据毛泽东的指示召开了所属各军、师干部会议。高岗在会上充分阐述了准备出国作战的目的和意义，提出必须主动地、积极地援助朝鲜人民，帮助朝鲜人民解放，使朝鲜成为独立、民主、统一的国家；“到朝鲜去是以志愿军的名义出现，穿朝鲜服装，用朝鲜番号，打朝鲜人民军的旗帜，主要干部改用朝鲜名字”；各项准备均应专人负责，严格检查，限期完成。 8月19和28日，毛泽东两次与来华帮助修订和出版《毛泽东选集》的尤金院士长谈，其中特别谈到，如果美军继续增兵，仅靠北朝鲜是对付不了的，他们需要中国的直接援助。只有这样才能打败美军，推迟第三次世界大战的爆发。而最新情报表明，美国决心大规模增加在朝鲜的兵力。 中国领导人也直接提醒朝鲜方面对战争要做好最坏的准备，尽管没有明确提出中国出兵的问题，但言外之意是可以领会的。毛泽东在8月和9月初两次接见朝鲜代表李相朝讨论战争形势，指出人民军的错误在于没有建立足够的预备队而是全线平均分配兵力，不去歼灭敌人而只想击退敌人夺取领土。毛泽东还特别指出，仁川-汉城和南浦-平壤这样的主要枢纽地区可能遭到敌人袭击，应考虑到将来退却和重新部署兵力的问题。刘少奇也指出应当让人民作好战争可能旷日持久拖延下去的思想准备。