毛泽东说：“帝国主义侵略者应当懂得：现在中国人民已经组织起来了，是惹不得的。如果惹翻了，是不好办的。”
到1952年5月，朝鲜停战谈判取得重要进展，只剩下战俘的安排问题没有解决了。双方争论的关键在于，朝中方面主张依照日内瓦公约的规定遣返全部战俘，美国则借口所谓“自愿遣返原则”，拒绝全部遣返。
为了配合停战谈判，使敌人不断损伤，以逼使敌人最后让步，中国人民志愿军从1952年9月18日起，发起全线性战术反击作战，至10月31日结束，历时四十四天，歼敌两万五千余人，志愿军伤亡一万零五百余人，敌我伤亡为二点五比一。
在志愿军进行全线性战术反击期间，美国为了扭转它在战场上的被动局面，谋取谈判中的有利地位，从10月14日起，在上甘岭地区发动了空前激烈的“金化攻势”，这就是举世闻名的上甘岭战役。
在长达四十三天的上甘岭战役中，敌人动用了一切现代化军事手段，对志愿军阵地轮番攻击。在范围不大的两座高地和附近地区，敌军集中倾泻了一百九十万发炮弹和五千余枚炸弹，投入总兵力约四万余人。两座高地的土石被炸松一至两米，变成一片焦土。志愿军将士先在地表阵地与敌人反复争夺，重创敌军。随后，又转入坑道作战，保存力量，准备反攻。10月30日起，志愿军部队发起全线反击，至11月25日，收复全部失地。
上甘岭战役中，中国人民志愿军以伤亡一万一千五百余人的代价，取得歼敌两万五千余人、击落击伤敌机二百七十余架的重大胜利。这使美军再次认识到中国人民志愿军的强大攻防能力，从此再没有发动起什么像样的攻势。
1952年12月2日至5日，刚当选美国总统的艾森豪威尔到朝鲜前线视察。回国后，艾森豪威尔宣称，要以行动，而不是言语，来打破僵局。“联合国军”还频繁举行登陆作战和空降作战演习。从种种迹象来看，美国很有可能在1953年初发动大规模攻势，以结束朝鲜战争。采用的办法，很可能是借助海空优势，在朝鲜东西海岸进行两栖登陆，制造又一次“仁川登陆”。
在毛泽东的具体而周密的指导下，一场大规模的反登陆作战的准备工作，争分夺秒地加紧进行。从三八线附近的正面防御阵地，到东西海岸，直到中国东北境内，构成了大纵深的严密的防御体系，使敌人无隙可乘，迫使美国不得不重新回到谈判桌前寻求摆脱困境的办法。
1953年，2月22日，接替李奇微的“联合国军”总司令克拉克致函朝中方面，提议在停战前先交换伤病战俘，试图借机恢复从1952年10月8日起由“联合国军”单方面中断了近五个月的停战谈判。
1953年3月5日，斯大林逝世。周恩来率中国代表团参加斯大林的葬礼。3月11日，周恩来等同苏联领导人马林科夫、贝利亚、莫洛托夫、赫鲁晓夫等人会谈，苏联领导人表示了希望恢复停战谈判的强烈愿望。
3月28日，金日成、彭德怀复函克拉克，同意交换病伤战俘，并建议立即恢复谈判。4月26日，朝鲜停战谈判在板门店继续举行。此后谈谈打打，1953年7月27日，朝鲜停战协定在板门店签字，结束了历时三年的朝鲜战争。当时担任“联合国军”总司令的克拉克，后来在回忆录里写道：“在执行我政府的训令中，我获得了一项不值得羡慕的荣誉：那就是我成了历史上签订没有胜利的停战条约的第一位美国陆军司令官。我感到一种失望的痛苦，我想，我的前任，麦克阿瑟与李奇微两位将军一定具有同感。”
1953年9月12日，毛泽东在中央人民政府委员会第二十四次会议的讲话中，对抗美援朝作了总结，他说：“帝国主义侵略者应当懂得：现在中国人民已经组织起来了，是惹不得的。如果惹翻了，是不好办的。”
抗美援朝胜利后，自1954年9月起，中国人民志愿军分批从朝鲜回国，到1958年10月全部撤回国内。