毛泽东在11月13日给斯大林的电报中转述了彭的建议：“希望金日成同志和什特科夫同志能常驻前方，并由金日成、什特科夫、彭德怀组织三人小组，负责决定军事政策，包括建军、作战、正面战场和敌后战场以及与作战有关的许多现行政策，求得彼此意见一致，以利战争进行。我们同意这个提议，现特电告，请求您的指示。如您认为可行，即请由您处向什特科夫同志和金日成同志提出为妥”。毛泽东特别指出：“现在的重要问题是朝、苏、中三国在那里的领导同志们能很好的团结，对各项军事政治政策能取得一致的意见，朝鲜人民军和中国人民志愿军在作战上能有较好地配合，并能依照您的提议有相当数量的朝鲜军队和中国志愿军混合编制在一起（保存朝鲜军队的建制单位），倘能如此，胜利是有把握的。”17日，毛泽东致电彭、高说，斯大林已回电，完全赞成由中国同志来统一指挥，并将电告金日成和什特科夫。另外，苏联驻中国军事总顾问扎哈罗夫也赞成统一指挥。毛泽东要彭观察金日成的反应。

鉴于莫斯科已表明态度，金日成便提出要去北京与毛泽东商谈。在12月3日的会谈中金说，斯大林有电报指示中朝军队应统一指挥，因中国志愿军有经验，应由中国同志为正职，朝鲜同志为副职，朝鲜劳动党政治局会议对此已同意。随即，毛泽东告以中国方面推彭德怀为司令员兼政委，金日成提出金雄为副司令员，朴一禹为副政委，并确定以后联合命令即由彭、金、朴三人署名，对志愿军的单独命令仍照以前署名不变。联合司令部成立以后，凡属作战问题及前线一切活动均归其指挥，后方动员、训练、军政、警备等事则由朝鲜政府直接管辖，但联司得向后方提出要求和建议。联司下仍分为两个机构：志愿军司令部和人民军参谋部，合驻一处办公。联司的建立对外不公开，仅对内行文用之。铁道运输、修理亦划归联司指挥。会谈后周恩来起草了《中朝两方关于成立中朝联合指挥部的协议》。金日成返回朝鲜后，7日同彭德怀再行商议具体事宜，所谈甚为融洽。双方商定数日内组成联合司令部，金保证今后不再直接干预军事指挥，而且接受了中方的建议，取消此前对人民军第3军团的部署，令其就近听从志愿军9兵团宋时轮指挥。彭德怀对此表示满意，并反复指出，“人民军勇敢、顽强的精神和一套严格的苏军军事管理制度，是值得学习的”；指令9兵团干部，应以学习的态度去了解第3军团的情况，可以“根据实际情况相机介绍中国建军中的各项政治工作和地方工作经验”，但如与对方的原有制度有矛盾，“切不可生硬搬运”。

截至1951年4月15日，由于在中国受训的部队回国，朝鲜人民军共有7个军团。其中4个军团在联合司令部领导下行动，3个军团直接隶属于朝鲜人民军总司令。除了地面部队，空中作战也需要联合行动。1951年1月初，扎哈罗夫通告，苏联空军两个师将于近日入朝掩护辑安至江界、安东至安州两线。此外，4月初中方空军将有5个师、朝方空军将有3个师参战。因此，在苏联顾问的赞同下，中方提出需成立统一的空军指挥部。后经中朝协商，于3月参照联司的组织原则成立了中朝空军联合集团军司令部。出于政治上的考虑及双方语言不同的原因，苏联空军未加入联合司令部。