志願軍入朝面臨的第一個問題便是如何與朝鮮人民軍協同作戰，即由誰來統一指揮中朝軍隊？在今天看來，志願軍不論兵員、作戰經驗還是戰鬥力都要強過人民軍，理所當然由中方統一指揮。然而由於中蘇朝之間的微妙關係，軍隊統一指揮權的問題被擱置了相當長的時間後，才由史達林拍板，統一三方意見。這期間還發生過人民軍誤擊志願軍事件，這些都是血的教訓。
1950年10月1日，金日成、樸憲永聯名向毛主席發出求援信，請求中國出兵援助朝鮮。8日，毛主席復電金日成，表示中國已決定出兵，並要求朝方派一名代表到瀋陽商量志願軍入朝相關事宜。朝鮮派出的是內務相樸一禹，由於前線戰事緊急，此次會談並未談及太多細節問題，樸一再催促志願軍儘早出動。還說金日成已經轉移到德川，希望志願軍入朝後也將指揮所設在那裡。
最後一句話被很多人解讀成金日成想要指揮志願軍。專家沈志華也對此進行過解讀，他引述對時任駐朝使館參贊柴成文的採訪：
據柴成文觀察，金日成開始的想法比較簡單，即在敵情緊迫的情況下，請求中國出動軍隊幫助朝鮮頂一陣。這樣，軍隊的指揮權自然要由朝鮮領導人掌握。當他得知中國準備派幾十萬部隊分批入朝作戰後，才感到事情重大，不便直接提出由他來指揮中國軍隊。因此，金日成只是提出雙方指揮所合在一起。
柴成文早在1987年就出版過一本工作日記性質的《抗美援朝紀實》。該書由總參謀部相關部門徵集史料，柴成文本人提供了大量原始工作資料，顯然更具權威性和可信度。書中提到：10月1日，金日成發出求援信的當天便召見了倪志亮、柴成文，「希望中國儘快派出集結在鴨綠江邊的第十三兵團過江支援朝鮮人民軍作戰。」也就是說，金日成一開始就是想要幾十萬志願軍入朝援助，而非後來才知道。
第十三兵團包括38、39、40、42、50、66軍，還附屬炮兵及工兵部隊，總兵力29萬餘人。志願軍出動時金日成能控制的部隊只剩4萬餘人，美軍最前沿的追擊部隊已經到達鴨綠江邊，北朝鮮危在旦夕。這可不是沈志華所說的隨便出點兵頂一陣的問題。中國對外向來說一不二，此前已經多次警告美軍不要越過三八線。
所以，志願軍要麼不出動，要出動肯定大軍一起出動以求勝利。金日成30多歲能做到國家元首，肯定有其長處，他恐怕不會幼稚到想以少主多，以弱主強地提出指揮志願軍吧？即便志願軍讓他指揮，以他的資歷恐怕也難以調動師級以上部隊。他如果提出指揮要求，無非就是給自己添堵，進而損害兩軍關係罷了。
實際上在志願軍過江之前，毛主席發給其的多份電文在表述上就帶有指示的意味。金提出雙方指揮所設在一起更可能是為了方便聯繫。
雖然金日成沒提出過指揮志願軍的「非分之想」，但他也不想交出人民軍的指揮權。
10月21日，彭德懷與金日成會晤。談到兩軍協同的問題，彭老總提出人民軍總司令部和志願軍司令部住在一起，以便隨時協商處置重大問題。這個建議自然是想統一指揮朝鮮軍隊，只是中國從來不願對外留下以強欺弱的形象，提法比較委婉。
但金日成卻不贊成，他提議：「派樸一禹作為朝鮮代表住在志願軍司令部，重大問題可通過協商解決。中國志願軍入朝後的作戰行動，則請彭德懷指揮處置。」也就是人民軍總司令部仍然單獨運作，各自指揮各自的部隊。
對於中方來說，要求獲得兩軍統一指揮權是順理成章的事情。首先，人民軍所剩無幾，作戰以志願軍為主力，指揮權自然交給主力。其次，韓戰爆發前，3個朝鮮師從四野序列轉為人民軍，此後又以其中一個師為基幹組建了其他部隊，朝鮮主力部隊都與中國有淵源。再次，朝鮮高層當中武亭、樸一禹等「延安派」原本就長期服從中國指揮。
最為關鍵的是，彭老總入朝後所見所聞感到朝方「軍事指揮異常幼稚」。如果把指揮權交給對方，便是對自己的士兵不負責。
對於朝方來說，將自己的軍隊交給外國指揮涉及到主權和民族情感問題，他們原本一直在攻擊李承晚是美國的「走狗」，如果自己也交出指揮權在國內會面臨輿論壓力。此外，人民軍當中仍有不少蘇聯顧問，指揮權的問題涉及到蘇聯人，在未經史達林同意之前，金日成不敢貿然答應。最後就是其內部派系問題，如由中方指揮，部隊中的延安派必然迅速壯大，而金本人恰恰不是延安派。這些問題歸根結底都是他對中方缺乏信任。
鑑於雙方未取得共識，中方也不願意強迫朝方同意。10月25日，中方正式任命樸一禹為志願軍副司令員兼副政委。中朝兩軍便在沒有統一指揮的情況下參加了第一次戰役。這次戰役全殲了美軍精銳騎兵第1師一個營，以及南朝鮮軍6個團，戰果不如預期，兩支部隊協同存在諸多問題。比如：
38軍的任務是圍殲駐守熙川的南朝鮮第8師，軍長梁興初部署112師迂迴到南面切斷熙川退路，但在進軍路上遇到自南方潰退下來的北朝鮮軍民，大家都不讓道，交通異常擁堵，遲緩了行軍速度。人民軍還稱在熙川有一個「黑人團」，這讓從未與美軍交手的指揮員變得謹慎起來，最終推遲了進攻時間，貽誤了戰機，使得南8師從熙川逃走。戰後，梁興初被彭老總嚴厲批評。
更嚴重的是，11月2日雲山戰鬥結束以後，彭老總下令各部繼續向清川江北追擊殘敵。據官方戰史《抗美援朝戰爭史》記錄：11月4日，志願軍第39軍部隊正在博川東南圍攻美24師，而人民軍坦克師卻奉命向順川挺進，誤擊志願軍第39軍，使被圍之敵逃脫。筆者查閱資料後推斷，遭誤擊的應該是117師349團或350團，損失不大。但由於兩軍缺乏協調，類似的誤擊還發生過幾次。
除作戰協同出現問題外，在後勤物資的運輸補給，交通道路的使用上也出現了嚴重的混亂。如果再不建立統一指揮，有可能產生更為嚴重的影響。
為此，彭德懷一面通過駐朝使館向朝方提議讓人民軍總司令部靠近志願軍司令部，以便及時聯絡。11月7日，又與樸一禹一起面見了金日成，反映了戰場上遇到的幾個問題。這次蘇聯駐朝大使什特科夫和蘇聯顧問沙哈洛夫都在。會談持續了3天，兩位蘇聯代表意見都出現了分歧，畢竟作為軍人是不願輕易讓出指揮權的，這使金日成無法下決定，表示應先請示蘇聯。
就在會談期間，戰場上的混亂情況仍在出現。人民軍第6師6200餘人與志願軍125師匯合，志願軍希望其留在當地協同作戰，但金卻將其調走。此後，人民軍第7師5000多人又與125師匯合，彭再次提出協同作戰的問題，金則不予答覆。
彭老總是個性格直爽的人，面對這樣混亂的指揮以及眼前這位曾經的下屬消極配合，如果換了別人早就拍桌子罵人了。但考慮到作戰大局，中國是來幫助朝鮮抗美的，勝利的前提是兩者必須緊密團結，彭老總只能把火憋在心裡，並將情況匯報給中央。
毛主席一面協調中蘇朝三方最高軍事指揮官正式會談協商，一面向蘇聯反應相關情況，以尋求支持。同時他還致電彭德懷要求：「商談時請注意方式，採取委婉曲折的溫和的態度。」
11月15日，金日成和蘇聯駐朝大使什特科夫來到志願軍總部。談到關於統一指揮的問題，這次蘇聯大使明確地表示由中方統一指揮。但金日成仍然對指揮權的問題避而不談，而是簡單介紹了人民軍的情況。這時彭老總提出，可以由三方組成一個三人小組，負責統一指揮。什特科夫由於事先未得到指示，不便表態。金日成也未置可否，表示到下次會議再進行討論。
第二次戰役打響時，志願軍第9兵團也進入朝鮮，總兵力達45萬人。而此時在前線作戰的人民軍只有7萬餘人，即便強弱如此明顯的情況下，金日成似乎仍然不打算交出軍隊指揮權。
在三方會議期間，毛主席也將會議相關情況轉述了史達林，建議兩軍應統一指揮。而關於統一指揮的形式，毛主席的電文中建議「朝鮮軍隊和中國志願軍混合編制在一起（保存朝鮮軍隊的建制單位），倘能如此，勝利是有把握的。」
因為人民軍當中新兵較多，又缺乏有作戰經驗的軍事指揮員，在作戰上存在不小問題。如果兩軍混合編制，一來當時志願軍尚未完成入朝，可以充實前線兵力；二來可以快速提升人民軍戰鬥力。前幾次戰役南朝鮮軍接連幾次潰敗後，美第八集團軍司令李奇微就是採取此種形式，將美韓聯軍混編，一定程度上提升了其戰鬥力。
史達林最終復電完全贊成由中國同志來統一指揮，並告知金日成和蘇聯駐朝大使什特科夫，最終蘇聯顧問沙哈洛夫也表示贊成統一指揮。在各方都達成一致的情況下，金日成便沒有了堅持指揮權的理由，他提出要到北京與毛主席商談。12月3日，在會談中，金日成說：「史達林有電報指示中朝軍隊應統一指揮，因中國志願軍有經驗，應由中國同志為正職，朝鮮同志為副職。」
金日成回國後再次與彭德懷會談，雙方商量儘快成立聯合司令部，金也表態不再直接幹預軍事。 彭德懷也非常滿意地表示：「人民軍勇敢、頑強的精神和一套嚴格的蘇軍軍事管理制度，是值得學習的。」對於指揮的形式，涉及到聯合作戰的則由彭德懷、金雄、樸一禹三人聯合署名發表命令，對志願軍單獨的命令則仍照此前形式。並未將兩軍混編。
12月上旬，中朝聯合司令部成立，兩國軍隊在統一指揮下參加了第三次戰役，解放了漢城，將「聯合國軍」趕到三七線附近。
由於中蘇朝三方之間微妙的關係，在入朝作戰的過程中，因指揮權等問題出現了一些分歧。中國在處理這些問題時態度始終比較溫和，從來不以強國的姿態命令指示朝方。如前文所述，毛主席要求提建議應委婉曲折。此後他還向全軍發出指示，要「愛護朝鮮的一山一水一草一木，不拿朝鮮人民的一針一線。」在第三次戰役結束後，雙方的總結會議上，毛主席還特意要求彭德懷在講話中加上一段話，其中提到「向朝鮮同志學習」獲得了熱烈的掌聲。
志願軍以作戰的勝利來證明自己所提建議的正確，以溫和的態度勸說朝方，逐漸獲得了朝方的信服。
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