第四次战役开始后，西线韩先楚指挥的各部，在兵力单薄、粮食弹药未及补充的情况下，依托野战工事，展开了顽强阻击，始终保持了汉江南岸的基本阵地，有力地掩护了东线主攻集团的开进集结。
东线邓华指挥的各部完成集结后，就出现了战机。2月11日黄昏，将态势突出的南朝鲜第8师分割包围于横城西北地区，在金雄指挥的人民军配合下，战至13日晨，将南朝鲜军第8师的3个团悉数歼灭，并歼美第2师1个营和4个炮兵营，共歼敌1.2万余人。此战，是志愿军在连续取得三次战役胜利后，未得休整和补充的困难情况下，获得的又一个大捷。
为扩大战果，击破敌人进攻，志愿军转移兵力，以6个团攻歼位于横城以西砥平里小镇上孤立突出的美第2师第23团，并以两个军兵力会同金雄指挥的人民军，前出原州及以东平昌一线，阻敌西援并扩张战果。攻歼砥平里的战斗，由于兵力优势不大（志愿军约10000人，美第23团等约6000人），攻击火力太弱（只有3个榴弹炮连），加之部队建制多（6个团分属3个军），协同困难等原因，致经过两个夜晚的攻击，虽予美第23团等部以重大杀伤，并曾攻入镇内，但未能将其全歼。后美军援兵到来，并有20余辆坦克突进砥平里同美第23团会合，这更增加了志愿军攻击的困难。
此时，李奇微知道志愿军后续兵团未到，攻击没有后劲，利用志愿军“礼拜攻势”的作战规律，采取“磁性战术”，志愿军进攻，他就后撤，志愿军后撤他就反扑。因此，他部署了纵深防御，并准备继续进攻。志愿军即使攻克砥平里，李奇微也不会后撤。
彭德怀鉴于这种战场态势，为了避免同李奇微拼消耗，争取主动，遂果断决定撤出对砥平里的攻击，而于2月17日全线转入运动防御。此时，志愿军第二番作战部队已开始入朝，准备4月中旬前后接替第一线作战。为掩护第二番部队入朝参战，彭德怀决定第一线部队以空间换取时间，在南起汉城、横城东西一线，北至三八线，部署三道防线，每道防线纵深20～30公里，采取“兵力前轻后重，火力前重后轻”的部署原则，坚持防御20～25天。争取在三八线以南组织两个月左右的防御，掩护第二番作战部队到三八线地区完成集结，发起第五次战役。
为实现上述决心，同一天，志愿军党委给各军党委发出了指示，指出：
由于我军在朝鲜努力的结果，取得了四个战役的胜利，使朝鲜局势起了基本变化。也就是说，形势对敌人是很不利的。但就朝鲜战场目前的具体情况来说，要取得最后胜利还须经过一段艰苦路程。
……
靠我在朝鲜的现有兵力很难一下解决朝鲜问题。为了缩短朝鲜战争时间，全部解放朝鲜，我中央军委已决心再派十九、二十两兵团及西南三个军入朝轮番作战，加紧改善装备，动员新战士补充第一番作战部队，和努力武装技术兵种，这些措施无疑的保证朝鲜正义战争的胜利。但要使第二番部队能分批赶上还需要有两个月的时间才行，而敌人不可能给我们这样长的时间。
因此，志司二月十七日命令部署，主要是争取时间，使我后续兵团能按预定计划赶到。
……
总之，争取两个月时间，对我们是迫切需要的。时间就是胜利，望各级干部党员深体此意，率领部队坚决完成此一艰巨任务。
鉴于第三次战役后，部队上下和民主阵营内部都产生了轻敌速胜的情绪，就部队的状况来说，第三次战役打得勉强，第四次战役更为勉强。第四次战役开始后，彭德怀认为就志愿军现有的装备水平，要取得战争的胜利，不但是艰苦的，而且是长期的。中共中央和中央军委也认识到了战争的艰苦性和长期性，所以决定在朝鲜实行轮番作战的方针。经过第四次战役，部队中对于这个问题，也有了认识，速胜思想已不复存在，但在民主阵营内部，虽然认为战争是艰苦的，而对于长期性的问题还有不同认识。为更有利于战争指导，彭德怀认为有必要对这个问题统一认识。加之，2月初金日成曾约他在此次战役结束后，去北京讨论战争问题。这样，在志愿军和人民军转入全线运动防御时，彭德怀决定回京，并于2月16日电告毛泽东，拟乘此作战间隙利用月夜回中央一次面报各项。明晚约金首相来此商谈有关问题。金以前约我同去北京一次，我觉得仍有必要。如同意，拟19日晚由此起程，21日到安东。获得了同意。
由于金日成工作繁忙，17日晚未能到达志愿军司令部所在地成川君子里。18日夜，彭德怀到平壤与金日成进行了会谈。19日下午返回志司，并致电在前线的邓华、韩先楚、金雄及第9兵团司令员宋时轮、第19兵团司令员杨得志和政治委员李志民，对第一线的防御作战再次提出要求，同时告知：我拟明（20）日黄昏动身去中央，10～15天返部，志愿军总部于日内移金化前线，由邓华指挥。待洪学智、解方率总部到金化时，邓华由前线回金化主持志愿军工作。安排好工作后，彭德怀于20日动身回京。
21日下午彭德怀到京，直接到玉泉山晋见毛泽东。向毛泽东汇报了战场上敌我双方的情况和志愿军作战的困难，以及空军入朝作战问题和修建机场问题、朝鲜铁路的抢修问题、后方供应问题、战略方针问题等等。
从22日到28日，彭德怀在中南海与周恩来、聂荣臻、杨立三共同研究了军兵种的参战准备和加强后勤保障问题；同聂荣臻一起与苏联驻中国军事总顾问沙哈诺夫，商谈苏联空军出动掩护平壤以北交通运输问题；参加周恩来主持的有军委三总部和各军兵种及政务院有关部门主要负责人出席的军委扩大会，研究后方如何更得力地支援志愿军，克服前方的困难问题；同聂荣臻一起听取有关军兵种领导人的汇报，研究军兵种参战方案问题。
这期间，彭德怀又两次同周恩来到玉泉山与毛泽东讨论战争有关问题，包括战争方针问题，国内部队轮番出国作战问题，空军、炮兵、坦克等军兵种的出动时间和计划问题，请求苏联空军掩护后方运输问题等。
关于战争方针问题，毛泽东明确仍坚持“战争准备长期，尽量争取短期”的方针，以几年时间，消耗美军几十万人，使其知难而退，至少我们应作两年的准备。1951年全国军队准备补充60万人，全国以国防建设为主，经济建设也围绕国防建设进行。同时，实行轮番作战，改善志愿军武器装备，改善供应运输，加强后勤机构，努力准备空军、装甲兵参战，这是为了尽可能争取短期。彭德怀建议，将他这次回京讨论确定的问题，通报给斯大林，使他了解志愿军在战场上作战的困难，这有利于民主阵营内部对战争问题的统一认识，有利于战争的指导。毛泽东同意，并委托周恩来起草给斯大林的电报。这个电报特别指出了志愿军作战的困难和战争将是长期的，是在2月9日毛泽东批发军委致志愿军和各大军区关于轮番作战问题电报基础上的修改和补充，经毛泽东审定后，于3月1日，以毛泽东的名义发给斯大林。电报全文如下：
彭德怀同志最近从前线回抵北京，我们商讨的意见，特告如下：
一、从目前朝鲜战场最近进行的战役中，可以看出：敌人不被大部消灭，是不会退出朝鲜的，而要大部消灭这些敌人，则需要时间，因此，朝鲜战争有长期化的可能，至少我应作两年的准备。目前敌人的作战意图是企图与我进行消耗战。在过去一个月当中，敌人当站住阵地之后，经过调整补充，便寻找机会向我作试探性的进攻，其目的在一方面不容许我在前线作必要的休补，另方面则利用其技术条件消耗我军。同时，敌人对朝鲜沿海的袭扰、运输线的不间断轰炸，均甚为积极。我军补充物资只有百分之六十至七十能达前线，有百分之三十至四十在途中被炸毁。在目前一个半月内，因我新军未到，老军未补充，敌人有重新进出三八线南北地区的可能。
二、为粉碎敌人意图，坚持长期作战，达到逐步消灭敌人之目的，我中国志愿军拟采取轮番作战的方针。中国志愿军已决定编组三番轮流的部队，即将现在朝鲜作战的九个军三十个师作为第一番志愿部队；将正从国内调去的六个军及现在朝鲜即将补充的三个军（有两个军现在元山、咸兴地区休整）共九个军二十七个师，作为第二番志愿部队，约四月上旬可全部到达三八线地区，接替现在汉江前线的六个军的任务；将准备从国内调去的六个军及第一番志愿部队中的四个军共十个军三十个师，作为第三番志愿部队，准备六月中旬调用。上述十个军中的四个军，因打了五个月，必须补充休整；在第二番志愿部队接替前线任务后，即调至平壤、元山地区整补，兼顾海防。第一番志愿部队中其他两个军，则调回国内整补。在过去四个战役中，中国志愿军战斗与非战斗的伤亡及减员已超过十万人，正将补充老兵新兵十二万人；今明两年准备再有伤亡三十万人，再补充三十万人，以利轮番作战。关于朝鲜人民军方面，根据您的主张，彭德怀同志曾向金日成同志建议，朝鲜现有八个军缩编为六个军，最好每军组成三个充实到一万人的师；另外，组成五个警备旅，担任沿海及中心城市的守备。金日成同志已原则同意。如此，朝鲜人民军六个军亦可采用轮番办法，协同中国志愿军作战。
三、根据一二两月份的作战经验，我因有三个军在咸兴以北战役中损伤较大，从事休整，致现在前线作战的只有六个军，减员甚大，未获补充，因之我无后备力量，在战役胜利时不能扩张战果，在敌人增援时不能打敌援兵。同时，我军南进，后方线长，供应很困难，还须留兵守备。故在敌人未被大量消灭前及我尚无空军掩护条件下，我如过早逼敌南退，反不利我分割歼敌。鉴于此种情况，在我第二番志愿部队九个军于四月上旬到达前线以前，敌之陆军还较我占优势，我应避免进行战役性的出击，而以第一番志愿部队六个军及朝鲜人民军四个军在南汉江以北地区进行防御，迟阻敌人。但必须估计，在今后一个半月内，敌人有可能寻机进攻，逼我应战。在此种情况下，我军拟让敌人进至三八线南北地区，在我第二番志愿部队九个军到齐后再进行有力的新战役。我们计划，在我第二番部队到达后，在四月十五日至六月底两个半月内，在三八线南北地区消灭美军及李承晚军建制部队数万人，然后向南汉江以南推进，最为有利。此点彭已面告金。唯在政治上，敌人再占汉城，再过三八线，当不免有一番波动，必须预作准备。
四、目前朝鲜作战的困难，仍为敌人火力强，我方运输力弱，有百分之三十至百分之四十的物资被炸毁，敌军将逐步获得补充，有六七万人将于六月底到朝鲜，而我方则尚无空军掩护。预定四五月中，我可出动空军十个团参战，但截至现在止，我在朝鲜境内，尚无一个可用飞机场，此因过去地未化冻，尚未开始大修，而更主要的则是若无可靠的空军掩护，亦将无法修成。彭德怀同志十分希望苏联空军能在平壤、元山之线及其以北机场担负掩护任务，并希望苏联空军使用的机场能移入朝鲜境内。据称若不如此，则朝鲜机场无法修成，中国空军亦将无参战可能，而坦克、炮兵的运转亦将增加极大的困难。但此事须从整个国际形势的利害出发来考虑，未知许可这样做否？其次，运输汽车在今年下半年我们仍望从苏联增加贸易订货六千辆，不知有无可能？总之，在美国坚持继续作战，美军继续获得大量补充并准备和我军作长期消耗战的形势下，我军必须准备长期作战，以几年时间，消耗美国几十万人，使其知难而退，才能解决朝鲜问题。
以上各项，是否适当，请予指示。
斯大林于3月3日复电，同意毛泽东在电报中对战争形势的分析和志愿军在朝鲜作战的方针，并同意派两个苏联空军师进入朝鲜境内作战，以掩护中朝军队后方；同意中国增订6000辆汽车，于下半年交货。
彭德怀于3月1日离京，到沈阳后，又与高岗讨论了后方支援问题。9日返回志愿军总部，11日，致电柴军武转金日成，将回京与毛泽东讨论有关战争问题的结果通报给金日成，指出：毛主席与政治局同志均认为，朝鲜战争带长期性，我应积极增加在朝鲜的作战力量，尤其加紧修建机场，以便空军参战。除三番作战兵力布置外，再抽5万老兵入朝，以便随战随补。作战方针以消灭敌人为主，不必顾虑城市之暂时得失。抗美援朝运动已在中国全面展开，动员参军各地均超过。毛泽东说，中朝两党中央对战局认识大体一致，金日成同志很忙，暂时可不必去北京。
彭德怀离京后，3月3日，周恩来将彭德怀回京讨论各项问题需由后方落实的事项电告在沈阳的彭德怀、高岗并报毛泽东：一、主席致斯大林的电报，稍有更改，已发出；二、第19兵团已全部到达朝鲜的顺安、成川、顺川地区，其前进地区及开动时间，由彭德怀指定。第3兵团决于3月11日开始沿第19兵团行进路线入朝；三、补充第9兵团的新老兵3月15～20日能否到部队，补充原第13兵团4个军的新老兵何时到部队，统由高岗查告彭；四、经同金日成协商，在平壤附近修两个喷气式机场，在平壤以南修4个普通机场，将朝鲜新义州和我国安东及大东沟3个机场作为轰炸机场，修建两个喷气机场的兵力、高炮掩护、技术力量、各种保障器材物料等正在调动中，跑道所用钢板，朝鲜只有一副，所缺钢板正向苏联商借或购买中；五、空军出动计划，4月拟出动4个团，其中驱逐机2个团，轰炸机、冲击机各1个团，5月拟再出动6个团，其中喷气式驱逐机3个团、轰炸机2个团、冲击机1个团，经与朝方协商，中朝空军联合司令部拟以刘震为司令员，王琏（朝方）、常乾坤为副司令员；六、装甲兵出动计划，3月下旬拟出2个团，4月中旬再出动2个团，并出1个团的徒手人员，准备开动缴获的坦克，以东北装甲兵司令部为基础组成志愿军装甲兵指挥机构；七、炮兵出动计划，按原计划将配属各师及铁道兵团的高炮营及配属各团的高射机枪连如数派出，除掩护修建机场的高炮师外，于3月下旬再派1个高炮师，并派出1个战防炮师和3个火箭炮团，4月下旬再派出1～2个榴弹炮团。此外，还有运输计划、医院计划、作战预算、兵员补充计划等。
3月15日，周恩来致电柴军武转金日成，将彭德怀回京商讨的有关问题、毛泽东3月1日给斯大林电报及斯大林回电的有关内容向金日成作了通报，并指出：“现在在朝鲜境内抢修足够的机场，便成为目前争取空军早日参战的中心课题。”希望朝方落实已商定好的修建机场所需兵力。
关于这次回京，彭德怀在其被错误审查期间写的《自述》中也作了记载，他说：“一九五一年二三月间利用短暂的几天时间（来回七天）回到北京，向主席报告了朝鲜战况和请求战略方针，说明朝鲜战争不能速胜，须在二月十五号以前将汉江南岸背水之五十军，撤回北岸。这次主席给了抗美援朝战争一个明确的指示，即‘能速胜则速胜，不能速胜则缓胜’。这就有了一个机动而又明确的方针。”
确如彭德怀自述中所说，他这次回京获得了一个“机动而又明确的方针”。因为他是战场统帅，最清楚战场情况。在此之前，毛泽东和中央军委对志愿军的作战部署和指挥都是具体过问的。此次，是给彭德怀一个方针，即“战争准备长期，尽量争取短期”，然而，究竟是长期还是短期，则把机动权交给了彭德怀，由彭德怀根据战场作战实际情况决定，“能速胜则速胜，不能速胜则缓胜”。此外，在对战争长期性的认识问题上与斯大林取得了一致，并通报给金日成，可更有利于作战的指导和部署。
彭德怀回到战场时，敌军仍在猛烈进攻。志愿军和人民军按原定运动防御作战计划，在第一道防线坚持22天后，于3月10日开始转到第二道防线继续坚持防御，3月14日，志愿军和人民军主动放弃汉城。3月底4月初转到三八线地区防御。志愿军第二番作战部队有的已到达作战集结地区，有的正在向集结地区开进中。在这种情况下，4月6日，彭德怀主持召开了有第二番作战部队各兵团领导参加的志愿军党委会议，研究部署第五次战役。彭德怀在会上传达了中央关于“战争准备长期，尽量争取短期”的方针，通报了国内的准备和部署。会议根据对敌情的分析判断决定：如敌进展较快，志愿军和人民军则拟于4月20日左右发起反击，如敌进展较慢，则拟于5月上旬发起反击，在原春季攻势准备的基础上，以志愿军第二番作战部队为主，志愿军11个军和人民军3个军团参加此次反击作战。并强调了第五次战役后勤准备的重要性，指出“如果这次打胜了，全体指战员的功劳算一半，后勤算一半”。4月10日，彭德怀将第五次战役的预定部署电告毛泽东。13日，毛泽东复电：“完全同意你的预定部署，望依情况坚决执行之。”
根据“战争准备长期，尽量争取短期”的方针，志愿军党委把这次反击战役看做是战争是长期还是短期的决定性战役。4月17日，志愿军在《第五次战役政治工作指示》中指出：“第五次战役即将开始，战役任务为大量的歼灭敌人几个整师，具体要求每个军歼敌一至两个团，战役的目的是取得主动权，争取缩短战争的时间。”19日，彭德怀和邓华在《第五次战役政治动员令》中进一步指出：“这次战役的意义十分重大，因为它是我军取得主动权与否的关键，是朝鲜战争的时间缩短或延长的关键。如果我们在这次战争中能大量歼灭敌人的有生力量，不仅使敌人在朝鲜战场上丧失主动权，且会更加深敌人内部的矛盾与混乱，使全世界人民争取和平民主的斗争取得有力的配合，并有可能缩短美帝罪恶的侵朝战争，反之战争主动权不能取得，时间就会拖长，今后困难也就会增多。我们要力争战争时间缩短”。
至4月21日，志愿军第一番作战部队将“联合国军”阻止于三八线南北地区，志愿军第二番作战部队基本完成战役展开，第四次战役遂告结束。历时87天的第四次战役，志愿军和人民军共歼敌7.8万余人，为第五次战役的准备争取了时间，创造了条件。
4月22日晚，志愿军第二番部队第9兵团第20、第26、第27军和归该兵团指挥的第39、第40军，第19兵团第63、第64、第65军，第3兵团第12、第15、第60军，人民军3个军团发起了第五次战役。此次战役，共打两个阶段。第一阶段到29日结束，实行两翼突破向心迂回包围的战法，将三八线中部以西的敌军从三八线南北地区打回到汉城东西一线及以南，歼敌2。3万余人，虽因担任战役迂回任务的第64军，突破后受阻，未能实现战役包围，和未能成建制地歼灭美军师团部队，但仍掌握作战的主动权和有利态势。第二阶段从5月16日开始至21日结束，主要在东线打南朝鲜军。彭德怀以瞒天过海、声东击西的战术，以第19兵团3个军和人民军1个军团，在汉城东西汉江北岸佯动，造成进攻汉城的假象，吸引美军主力；以第3兵团割裂西线美军和东线南朝鲜军的联系；以第9兵团指挥第20、第27军及第3兵团第12军，在人民军2个军团配合下，实施多路突破，多层迂回包围的战法，基本实现预定歼敌2～3个师的计划，歼灭南朝鲜军3个师大部并击溃另1个师，再次歼敌2.3万余人，取得了战役的胜利。
此时，志愿军和人民军在一个月内已连打两仗，部队急需补充休整，且运输补给困难，加之雨季将至，江湖沼泽在背后，一旦山洪暴发，交通中断，运输补给将更加困难。彭德怀、朴一禹遂于21日下令结束第五次战役，主力转入休整。其时，李奇微已经作了全线反扑的部署，但在战场上除汉城地区的“联合国军”已开始反扑外，整个中线和东线的“联合国军”仍是后撤态势。因此，志愿军和人民军在结束战役，部署休整时，对李奇微的反扑估计不足，在部署上或多或少受在国内同国民党军队作战经验的影响，只留少数部队在第一线展开阻击，掩护主力后撤休整，而不是一个交替掩护转移的部署，并且担负第一线阻击掩护的部队尚未全部展开，“联合国军”就利用其机械化和摩托化的优势装备，以坦克、炮兵和摩托化步兵组成“特遣队”，乘隙向志愿军和人民军纵深插进，加之志愿军和人民军的粮弹供应基本告罄，造成了志愿军和人民军后撤转移中的被动和混乱，志愿军第180师由于指挥不当等原因，而遭受严重损失。志愿军和人民军主力也由转移休整被迫转入阻击。至6月10日，再次歼敌3.6万余人，将“联合国军”阻止在三八线南北地区，战线基本稳定。至此，第五次战役共歼敌8.2万余人，敌对双方在战场上形成了相持局面。
经过第五次战役，使志愿军以及中共中央和中央军委更充分地认识了敌我双方武器装备优劣悬殊，给志愿军作战造成的困难，也更进一步地看到了战争不可能是短期的，而是长期的。