1950年10月22日，洪學智入朝作戰。志願軍司令部成立後，立即進行了分工，彭德懷任司令員兼政治委員，鄧華為第一副司令員兼副政委，分管幹部和政工；洪學智為副司令員，分管司令部、特種兵和後勤。
志願軍總部駐地在大榆洞，大榆洞是一處金礦，位於朝鮮北部平安北道兩座大山的一條深溝裡，溝中有一條小路，兩側是一些簡易工棚。在南山一道小溝裡有一個大礦洞，原是金礦開採地，由於礦洞裡積水潮溼，不能利用。志願軍總部機關便在洞口附近搭了些木板房，開始了作戰指揮工作。
當時志願軍沒有制空權，美軍飛機橫行無阻，猖獗到令人難以置信的程度。美機不但可以擦著房頂、樹梢飛，還可在山溝裡鑽來鑽去，搜索目標，見人就打，見車就炸，甚至見到地面上的一垛草，一頭牛，一條狗，一隻雞，一縷炊煙，也要打上幾梭子彈。志願軍總部進駐大榆洞短短一個月中，曾多次遭到美軍飛機的空襲。
中央也多次發電報，提醒注意防空，尤其要保證彭德懷的安全。
洪學智智救彭德懷
麥克阿瑟在每次較大的進攻前總要派出大批飛機進行偵察和轟炸。就在他發起「聖誕節前返鄉」攻勢時，夜幕還未降臨，志願軍總部的哨兵看到有幾架美軍偵察機突然在總部駐地上空盤旋了幾次，有時飛得很低，這引起了人們的警惕，大家估計美機可能明日要來轟炸。
當晚，解方參謀長召開有關防空的緊急會議，明確規定要求總部機關在第二天4點鐘以前進入指定的防空地區。
第二天拂曉，志願軍總部機關的同志人擠人地在洞子裡，卻始終沒見彭德懷。總部幾位領導同志很焦急，要政治部主任杜平去請彭德懷。杜平說：「我去可以，但洪副司令員去更好些，他在彭總面前比我辦法多。」
洪學智摸準了彭德懷的脾氣，直到難請動他，路上就動開了心思。到彭德懷辦公室後，見彭德懷正聚精會神地看地圖。洪學智一本正經地說：「我們幾個人在洞裡研究第二次戰役怎麼打，請你參加。」彭德懷一聽大家在研究作戰方案，跟著洪學智就進了防空洞。
彭德懷進防空洞不久，就聽轟的一聲巨響。飛機遠去，大家鑽出來一看，彭德懷辦公室已經塌了半邊。看來，敵機昨天是偵查好目標的，幾發凝固汽油彈直接命中彭德懷辦公室。也是因為洪學智的機智，使彭德懷得以躲過這場劫難。已經撤出後，又進去取東西的毛岸英和另外一位參謀犧牲了……
洪學智將彭德懷騙進防空洞
對於彭德懷和和志願軍總部的安全，洪學智最為擔心的是防空問題。志願軍沒有制空權，敵人的飛機可以隨時來轟炸，司令部的安全受到威脅，彭德懷偏偏痴迷於作戰，不到萬不得已，總不願意進防空洞。
有一天，防空警報突然尖利地響起來了。志願軍總部的幾位領導正好都在彭德懷的辦公室內，就一個接一個地動員彭德懷去防空洞。可彭德懷不挪窩，只是說：「你們先走，我馬上就去。」
洪學智知道大家先走了他更不會走，便和他半開玩笑半認真地說：「我們要走就一起走，要見馬克思就一起去！」彭德懷微笑著說：「我這個人雖然命苦，但是大難不死呀！入朝後，胃病、關節炎、痔瘡一起來攻，還是不能把我怎麼樣。你們天天要我防空，還能爬到牛肚子裡去！」
不久，防空警報再次響起，總部工作人員各自從幾個不同的地方來到彭德懷辦公室附近的山東，進洞一看，發現彭德懷沒有來。機關的同志去請彭德懷，接連去了兩趟，不但沒把彭德懷請進防空洞，還被彭德懷「訓」了一頓。
洪學智見狀，對這位機關的同志說：「你再跑一趟，去了就說這是黨支部的決定！」這一招果然很靈。彭德懷聽後把電報文件裝在皮包裡往腋下一夾，向防空洞走來，大家止不住望著彭德懷笑，彭德懷搖著頭說：「真拿你們沒辦法。」
彭總：這次美機來下蛋，要不是你老兄，我今天就死在這兒了。
彭德懷不願意進礦洞，洪學智和鄧華商議先給彭老總搞一個防空洞。要搞防空洞，就得在靠近彭德懷辦公的地方挖洞、炸山。幾天後，一個工兵連在彭老總住處不遠的地方開始了施工。施工炮聲驚動了彭德懷，這對彭德懷集中思考問題難免有幹擾。聽說是給自己挖防空洞，他很不高興，還要把部隊攆走。
彭德懷招來洪學智，不高興地對他說：「你個洪學智，是不是沒有事幹了，在山下瞎鼓搗什麼？」
洪學智解釋說：「這不是瞎搞，這是為防空，我要保證你的安全！」
彭德懷說：「我的安全不要你管！」
「彭德懷，這話就不對了，我是執行中央的命令，中央要管的。」洪學智和他擰上了。
彭德懷說：「你什麼都不管，光管這個嗎？」
洪學智理解他的心意，就召集挖洞的同志說：「你們挖好炮眼一起放，不要零星放炮，以免影響彭德懷工作。」
就這樣防空洞也就挖成了。
防空洞挖好不久，就發生了志願軍總部被炸事件。那天下午，幾架美軍飛機在志願軍總部上空轉了一圈，炸壞了坡上的變電所。天快黑時，又來偵察，洪學智立刻警覺起來，他想：「平時敵人總是先偵察，後轟炸的，明天要在這裡開會，研究下一步的作戰方案，這裡會不會挨炸喲？」他找到鄧華，一起研究了明天的防空的事情，同時將情況向彭德懷報告。
第二天，作戰會議沒有開多久，敵人的飛機就來了。彭德懷住的房子遭到了一陣狂轟濫炸，一枚汽油彈正好落在了他住室的頂上，房子很快燒掉了。
那天，彭德懷一天沒有說話，坐在防空洞裡像是一尊雕塑。洪學智去叫他吃飯，他才抬起頭來，說：「紅大個子，我看你這個人還是個好人哪！」
洪學智處處為彭德懷安全著想，彭德懷自然是很明白，很領情的。志願軍總部被炸，彭德懷倖免於難後，又一次幽默地對洪學智說：「老洪，你是個大好人呀！」
「我本來就是好人嘛！」洪學智笑著答道、
彭德懷動情地說：「這次美機來下蛋，要不是你老兄，我今天就死在這兒了。」