随着第二次战役的结束，美军的圣诞攻势被挫败，东西两线美军退至三八线一带，其中西线美军一周内疯狂撤退250公里。中美双方在三八线形成对峙局面。

11月30日，杜鲁门在记者招待会上宣称美国在积极考虑使用原子弹，这一消息震惊世界。然而，中国领袖却洞察这是一种讹诈。真正恐慌的是英国，因为部分欧洲国家本就反对卷入朝鲜战争，他们认为苏联军事威胁重点在欧洲，而美国将欧洲拖入朝鲜战争泥淖，削弱了欧洲防御力量。上百名工党议员联名反对使用原子弹，英国首相艾德里亲赴华盛顿与杜鲁门会谈，双方分歧严重。英国希望通过谈判使联合国军撤出朝鲜并让新中国重返联合国，美国却坚持教训中国，停火可以但不会放弃韩国，也不让新中国重返联合国。

期间，陆军参谋长柯林斯飞往朝鲜了解战况，尽管平壤已解放，但整体形势并非如麦克阿瑟所言严重。美国高层得知可在韩国大部分地区坚守后，有了底气。美英发表会谈公报，玩起和平讹诈，声称通过和平手段达成联合国在朝鲜的目的，同时威胁中国。

而麦克阿瑟在此时却行为矛盾。他先是向美国政府报告朝鲜战场形势黑暗，随后又宣称圣诞攻势成功，否认自己决策导致中国参战，还指责美国政府束缚他手脚才致当前局势。他的这些举动让杜鲁门十分恼火，因为在杜鲁门看来，麦克阿瑟与共和党有来往触犯了他的底线。

国际社会对停战谈判呼声渐高，中国提出五条原则，包括外国军队撤出朝鲜、美国军队撤出台湾海峡和台湾岛、朝鲜问题由朝鲜人民自己解决、新中国代表参加联合国并逐出蒋介石代表、召集四大国外长会议准备对日和约。亚非国家也有所行动，以印度为首的13国递交朝鲜和平方案，倡导先停火再谈判。但这一提案存在问题，类似美国在解放战争时期的手段，有给美国喘息机会之嫌，且对美国偏向明显。中国针对提案提出四个尖锐问题，揭露其不合理之处。

12月11日，杜鲁门召开国家安全委员会会议确定接受停火原则，但美国的扩军备战行为表明其并无和平解决朝鲜战争的诚意。

志愿军方面，虽然前两次战役胜利，但面临诸多困难。后勤补给线因追击敌人而拉长，志愿军缺乏系统后勤机构，后勤人员与士兵的供应比例远低于美军，且在朝鲜的特殊环境下，部队就地解决吃饭问题也行不通，国内运粮只能满足四分之一需求，靠朝鲜政府借粮才缓解一时之需。

战士食物缺乏营养，作战靠步行，战斗后疲惫行军，还要躲避敌机轰炸走山路，且御寒衣物和弹药短缺。彭德怀向中央提出部队休整和不越过三八线的考虑，但中央从政治角度出发要求越过三八线，于是志愿军不顾疲劳向三八线进发。

联合国军方面也有变动，第8集团军指挥官沃克中将车祸身亡后，马修·李奇微奉命前往朝鲜指挥。他大力整治军纪，调整战术思想，纠集34万人在三八线构筑多道防线，摆出可打可撤姿态，麦克阿瑟下令不许后退。

1951年元旦前夜，志愿军在临津江准备进攻。韩军第一师凭借临津江天险构筑坚固防御阵地，但志愿军的大规模炮火准备打破宁静。在冲锋过程中，志愿军战士英勇无畏，39军率先突击，战士们克服重重困难冲过临津江，后续38军、40军也成功突破。左翼42军和66军同样进展迅猛。志愿军突破三八线第一道防线，这一壮举被美军战史记载，陈赓将此战总结为“三险三奇”。

1日凌晨，志愿军突破到美军防御的第二道防线，战斗中涌现出许多英雄事迹。42军124师372团4连以少胜多，战士们英勇作战、俘虏敌军。66军作战勇猛，歼灭韩军多个团。2日，志愿军右翼突入联合国军防御阵地纵深，韩一师在39军强渡临津江后迅速溃败，导致二线美军、英军受损。3日凌晨，39军116师347团到达府谷里，与英军精锐“皇家来复枪团（绿老虎团）”展开激战。战斗异常惨烈，347团战士顽强抵抗，最终在增援部队到来后大败英军。

1月3日，联合国军无力在汉城以北组织防御，麦克阿瑟下令南撤，李承晚迁都。美军烧毁大量燃料后撤离汉城，4日傍晚志愿军进入汉城，并颁布纪律守则。5日，平壤和汉城以礼炮庆祝。

志愿军攻占汉城是近代以来中国士兵首次攻占异国首都，国内民众欢腾，军中速胜思想蔓延，但彭德怀却十分忧虑。他深知志愿军取胜代价巨大，且第三次战役中联合国军的撤退可能是有计划的反击前兆。事实上，李奇微正是如此计划，志愿军若继续南进将陷入圈套。彭德怀果断命令志愿军停止追击，占据有利地形防御敌军反扑，第三次战役结束。

此次战役志愿军伤亡5800余人，毙伤俘敌1.2万余人，占领汉城并将战线推至三七线附近。苏联驻朝大使拉佐瓦耶夫不满彭德怀停止追击的命令，指责其为军事保守主义，但斯大林敬佩彭德怀的指挥和志愿军的英勇。金日成也曾要求继续进军，彭德怀传达中央意见后，金日成最终意识到继续进军的困难而放弃。

在这复杂的局势下，在朝鲜战场受损的麦克阿瑟会面临何种风波，而志愿军最大对手李奇微又将采取何种行动，这都为朝鲜战争的后续发展蒙上了神秘的面纱。