（1）陸軍裝備。抗美援朝第一次戰役結束後，誌願軍陸軍武器供應出現了嚴重短缺。
1950年11月7日，毛澤東在給斯大林的電報中表示，“誌願軍部隊直接參加朝鮮軍事行動的為12個軍，計36個師，僅有6個步槍和機槍彈藥指數。今後隨著軍事行動的發展，我們在保障軍隊彈藥方麵勢必出現很大困難”。
為此毛澤東請求斯大林“研究一下關於在1951年1月和2月這一時期給36個師供應步兵武器裝備的問題”。
具體品種名稱和數量是：“一、蘇式步槍14萬支。二、步槍子彈5800萬發。三、蘇式自動槍26000支。四、自動槍子彈8000萬發。五、蘇式輕機槍7000挺。六、輕機槍子彈3700萬發。七、蘇式重機槍2000挺。八、重機槍子彈2000萬發。九、飛行員用手槍1000支。十、飛行員用手槍子彈10萬發。十一、梯恩梯炸藥1000噸”。
【兩天之後】11月9日，斯大林複電同意供給中國所需的步兵武器，並將於翌年1～2月內交貨。中方利用這批武器裝備，為34個誌願軍步兵師更換了裝備。另外兩個師的武器被分給軍校、軍區，作為訓練的補充消耗。
隨著誌願軍第二批部隊大規模入朝，誌願軍對武器裝備的需求急劇增加。1951年5月25日，毛澤東派總參謀長徐向前率團赴莫斯科與蘇聯政府商談購買蘇聯60個步兵師的武器裝備問題。
由於中國此次的武器需求量較大，朝鮮戰爭也進入了相持階段，所以這次談判進展得並不順利。
最初蘇聯總參謀部隻答應在1951年提供16個師的裝備（其中包括給朝鮮的3個師的裝備），其餘的則需要在1952～1953年提供。
為此，毛澤東於6月21日致電斯大林，表示蘇聯總參謀部的意見“與朝鮮戰場的需要和時間是相抵觸的”，
希望斯大林研究一下“從7月到今年年底按每月1/6的比例提供全部輕武器、大炮、坦克、飛機、汽車。汽車備件及燃滑油料、藥品和其他軍用物資的可能性。
【三天之後】6月24日，斯大林回電毛澤東說，“要在一年內完成這些訂貨實際上是不可能的，一般地說也是不可思議的。我們的廠家和軍事專家們認為在今年內提供10個師以上的武器裝備就是完全不可思議的。隻有在……三年內有可能完成60個師的訂貨，但仍有很大困難……我曾千方百計想縮短這個期限，哪怕縮短半年也好，但遺憾的是，經過檢查，結果沒有可能”。
這一問題的談判一直持續到10月中旬，最後雙方達成的協議是，1951年隻能解決16個師的裝備，其餘44個師按照每年1/3計算至1954年完成。
這60個師的武器裝備是按照蘇聯的編製配備的，每個師（14963人）包括三個步兵團、一個炮兵團、一個坦克自行火炮團、一個獨立高炮營和一個獨立五七反坦克營，配備步兵武器13938件、炮303門、汽車262輛、特種車84輛、馬車517輛和馬1136匹。蘇聯向中國提供這批武器實際裝備了56個師，中國向朝鮮人民軍無償贈送了3個師的裝備，還有1個師的裝備拆散開分給各軍校訓練使用。裝備這批武器的誌願軍真正到朝鮮前線作戰的僅3個師，主要原因是部隊換裝後戰爭已快結束，且蘇聯的裝備不適合山地作戰。
新中國成立時，人民解放軍擁有汽車共24000多輛，這些車輛或是從敵軍手裏繳獲，或是由東北軍區從蘇聯購買。誌願軍入朝的時候，隻有1300輛汽車隨軍作戰。由於車輛不足，加上敵機的轟炸，汽車損失慘重，部隊運輸力嚴重不足。
為此中國領導人多次致電斯大林，希望蘇聯提供緊急援助。從11月下旬開始，蘇聯援助的汽車源源不斷地開往朝鮮前線，到1950年底就達5000輛。此後蘇聯又滿足了中方希望1951年購買12000輛汽車的請求。到朝鮮戰爭結束時，全軍擁有的71000多輛汽車，主要是從蘇聯購進的。
除此之外，抗美援朝戰爭期間，誌願軍入朝作戰的53個獨立高射炮營、2個火箭炮師、5個野戰炮師、1個城防炮師、13個工兵團、10個鐵道兵師的武器裝備和工程器材，基本上都是從蘇聯購進的。
（2）空軍武器裝備。新中國成立後，盤踞台灣的國民黨軍隊利用自身海空軍實力強大的優勢，加強了對東南沿海地區重要軍事目標和經濟目標的狂轟濫炸。當時的中國人民解放軍可以起飛的飛機隻有113架，這些飛機一部分是是從國民黨軍隊手裏接收或繳獲的，一部分是起義的國民黨軍隊帶過來的，其中還不全是作戰飛機，僅能勉強應對北京的空防任務。
為了幫助中國提高空防能力，應中國領導人的請求，1950年3月13日，蘇聯派巴季茨基中將率領的混合航空兵團進駐上海、徐州等地，成功解除了國民黨軍隊對上海的空襲威脅。1950年6月19日，中國人民解放軍第一支航空兵部隊——空軍第4混成旅成立。在蘇聯空軍的幫助下，通過4個月的換裝帶飛訓練，10月19日，接管了上海的空防任務。巴季茨基兵團奉調回國，119架飛機作價移交中國。
朝鮮戰爭爆發後，中國麵臨的空防壓力急劇上升。1950年8月，蘇聯派別洛夫率領的航空兵師進駐中國東北擔任防空任務，之後別洛夫師的138架飛機也作價移交中國，作為第二批中國空軍的裝備。
【中共對內宣傳永遠是斯大林不肯出動空軍......中國飛行員沒文化，十幾個小時的訓練就能把美國王牌飛機先打下來。整個一個讀書無用論，】
1950年10～12月，蘇聯還向中國的東北、華東、華北、中南地區派出了13個航空兵師，協助執行這些地區的防空任務。派駐中國的蘇聯航空兵師，除了執行防空任務之外，還負責培訓中國空軍，以便他們能在較短的時間內接管上述地區的空中防務。
1951年7月，蘇聯軍隊陸續回國，並向中國空軍有償轉交了12個師的軍事裝備，共有圖-2活塞輕轟炸機師1個、米格-15噴氣師1個、米格-9噴氣師7個、拉-9活塞殲擊機師1個、伊爾-10活塞強擊機師2個，中國人民解放軍空防能力得到了明顯提高。
誌願軍入朝作戰時，中國的空軍還在組建過程中，全部作戰部隊隻有一個混成旅，包括4個團，各種飛機117架，根本無法配合中國誌願軍在朝鮮作戰。
早在中國參戰前，7月13日，斯大林就通過駐華大使羅申電告毛澤東，準備向中國派遣一個噴氣式殲擊機師124架飛機，用於掩護部署在朝鮮邊境的中國軍隊，並且還說“打算用兩三個月的時間，在我們飛行員的幫助下，教會中國飛行員，然後將全部裝備移交給你們的飛行員。我們考慮，在上海的航空師也這樣做”。
7月22日，毛澤東通過羅申致電斯大林，提議“在巴季茨基噴氣機團的基礎上於最近兩個月內建立一個改裝訓練中心……培養160名機組人員，以便使用你方交給我們的噴氣式飛機”。7月25日，斯大林委托外交部長維辛斯基，指示羅申轉告毛澤東或周恩來，同意“擬議的訓練中國的噴氣式飛機飛行員的方式和期限”。8月27日，斯大林致電蘇聯駐華武官科托夫，要他拜訪周恩來，麵呈關於蘇聯同意向中國華東地區和東北地區派遣蘇聯軍事顧問——防空專家和空中專家的複電，表示蘇聯“即將向中國派出38名顧問，其中10名為防空專家，28名為空軍專家……38名顧問將於最近動身前往中國”。
