1951年7月10日，朝鮮停戰談判在開城來鳳莊正式開始（10月25日起改在板門店）。朝中方麵提出的議程草案，包括以“三八線”為軍事分界線和撤出一切外國軍隊問題等內容。美方拒絕將“從朝鮮撤出一切外國軍隊”列入議程，提出討論範圍僅限於朝鮮境內的軍事問題。雙方經過討論，於1951年7月26日確定了談判議程：①通過議程。②確定軍事分界線，以建立非軍事區。③實現停火與休戰的具體安排。④關於戰俘的安排。⑤向雙方有關各國政府建議事項。
1951年7月26日開始。朝中方麵提出以“三八線”為軍事分界線的方案，但美方無理要求其海、空軍優勢要在軍事分界線的劃分上得到“補償”，而將軍事分界線劃在中國人民誌願軍和朝鮮人民軍當時戰線後方38～68千米處，企圖不戰而攫取朝中方麵控製的1.2萬平方千米土地。這一要求遭到駁斥後，美軍竟然轟炸朝中代表團住所，並在戰場上同時發動了夏秋季攻勢和“絞殺戰”，企圖以軍事壓力迫使朝中方麵就範，使談判中斷63天。朝中方麵堅決粉碎了美軍的地麵和空中攻勢，迫使美方重新回到談判桌上。10月25日，停戰談判在板門店恢複。朝中方麵為打開談判僵局，先後提出根據實際接觸線全麵調整和稍加調整作為軍事分界線的新方案，美方則要求朝中方麵退出包括開城在內的1500平方千米土地。經過多次唇槍舌劍的鬥爭，雙方最終以朝中方麵提出的方案為基礎，於11月27日達成協議：①以實際接觸線為軍事分界線，雙方各由實際接觸線後退2千米，以建立非軍事區。②如停戰協定在本協議批準30天內簽字，所確定的軍事分界線和非軍事區不再予以變更。③如30天內停戰協定尚未簽字，則按將來實際接觸線修正軍事分界線和非軍事區。根據第三項規定，
1953年6月17日和7月24日，雙方對軍事分界線作了兩次校正，最終確定的軍事分界線比首次協議時南移332.6平方千米。1951年11月27日開始。在實現停火、建立非軍事區、成立聯合軍事停戰委員會以安排和監督停戰等議題上，雙方無大的分歧，但在其他問題上鬥爭激烈，焦點是如何保證停戰穩定而又不損害朝鮮主權。在沿海島嶼問題上，美方拒絕從軍事分界線以北所有島嶼撤出。因此，中國人民誌願軍和朝鮮人民軍組織多次渡海登島作戰，收複了黃海道近海的大部分島嶼，迫使美方與朝中方麵達成協議：黃海道與京畿道界以西所有島嶼，除白翎島、大青島、小青島、延坪島和隅島外，均置於朝中方麵軍事控製之下；在增加軍事力量問題上，美方企圖限製朝鮮戰後在主權範圍內修建機場，朝中方麵毫不退讓，美方最終放棄自己的主張；在兵員和物資輪換問題上，朝中方麵同意美方意見，雙方達成協議：兵員輪換在一人換一人的基礎上進行，每月不得超過3.5萬人，作戰物資替換按照同樣性能、同樣類型一件換一件的原則實施；在監督與視察問題上，美方主張由雙方組成軍事停戰委員會在朝鮮全境“自由視察”，朝中方麵反對這個主張，認為這是幹涉朝鮮內政和侵犯朝鮮主權，建議成立中立國監察委員會，負責在雙方同意的後方口岸進行必要的視察，並向雙方停戰委員會提出報告。美方最終接受了這一建議，雙方達成協議：由波蘭、捷克斯洛伐克、瑞士、瑞典四國組成中立國監察委員會，在雙方各5個口岸（朝鮮北方的新義州、清津、興南、滿浦、新安州；朝鮮南方的仁川、大邱、釜山、江陵、群山）進行監察與視察。1952年5月2日，雙方就此項議程達成協議。這一議程的談判最為艱難，花費時間最長。
1951年12月11日開始。朝中方麵依據1949年8月12日《關於戰俘待遇的日內瓦公約》中關於“實際戰爭停止後，戰俘應即予以釋放並遣返，不得遲延”等規定和國際慣例，提出雙方遣返全部戰俘的建議，遭到美方無理拒絕。美方先後提出所謂“一對一交換”和“自願遣返”等主張，並唆使南朝鮮和台灣的特務對朝中方麵戰俘進行所謂“甄別”，強迫朝中戰俘刺字、寫血書等表示“拒絕遣返”，企圖扣留朝中戰俘，使戰俘問題談判長期陷於僵局狀態。美方並於1952年10月8日片麵宣布停戰談判無限期休會，接著發動“金化攻勢”，企圖達到其扣留戰俘的目的。誌願軍和人民軍堅決地擊退了美軍的軍事進攻，同時在談判桌上既堅持政策的原則性，又表現出策略的靈活性，推動談判的進展。在內外壓力之下，“聯合國軍”總司令M.W.克拉克於1953年2月22日致函朝中方麵，建議雙方首先遣返傷病戰俘。朝中方麵予以同意，同時建議恢複停戰談判。4月11日雙方簽署《遣返病傷被俘人員協定》，4月26日，朝鮮停戰談判複會，6月8日談判雙方以朝中方麵遣返一切堅持遣返的戰俘，其餘轉交中立國公正遣返的建議為基礎，就戰俘問題達成協議，並簽署《中立國遣返委員會的職權範圍》文件。協議規定：停戰協定生效後60天內，遣返一切堅持遣返的戰俘；未予直接遣返的戰俘交由波蘭、捷克斯洛伐克、瑞士、瑞典、印度五國組成的中立國遣返委員會按其職權範圍的規定處理。1952年2月6日開始。朝中方麵提出，在停戰協定生效後3個月內，召開雙方高一級的政治會議，協商從朝鮮撤出一切外國軍隊、和平解決朝鮮問題及與朝鮮和平有關的其他問題。美方對此表示接受。雙方於2月17日達成協議。
