1950年3月，毛澤東應胡誌明請求組建“赴越軍事顧問團”，任命雲南軍區司令陳賡為中共中央代表，協助越共部隊組織“邊界戰役”攻打法國外籍兵團。11月1日戰役結束後，陳賡經廣西南寧返回北京。
回到北京後不久，陳賡被毛澤東召到中南海菊香書屋，毛說剛收到彭德懷送來的二次戰役總結報告。彭在報告中提出第一批入朝部隊傷亡嚴重，尤其是東線9兵團損失重大，西線13兵團各軍也急需補充。
陳賡和彭德懷是湖南老鄉知根知底，早在延安時期大批知青聚延，毛澤東首先帶頭解決自己的婚姻問題，林彪、羅榮桓等高級將領上行下效，延安的婚戀花絮爆棚，而身為八路軍副總彭德懷年過40仍單身。時任抗大第一大隊長陳賡組織抗大女子排球比賽，硬拖老彭去捧場。在球場上陳賡觀察到彭德懷對一名女生很是上心，於是長了個心眼，撮合這名女生與彭德懷約會，這名女生就是後來成為彭德懷妻子的浦安修。
陳賡心思縝密善於察言觀色，難怪彭德懷常常調侃陳賡“鬼點子多”。
其實陳賡知道自己遲早會被派往朝鮮戰場。他日記中寫道：“ 昨晚失眠，總是思考著朝鮮戰爭，工作是艱苦與殘酷的。我準備貢獻我的一切。”（陳賡日記，1950年11月6日）
果然不出陳賡所料，毛澤東要陳賡作為軍委觀察員赴朝鮮實地考察誌願軍作戰情況，並了解一下美軍作戰的特點。於是，陳賡帶著秘書王承信從安東過江，直奔誌願軍總部和彭德懷見麵。
據陳賡的秘書王承信回憶：
“他這倆也好幾年不見了。見了之後，陳賡就蠻開心地說：‘哎哎彭德懷啊，好夥計，還好嗎？’彭德懷也不理他，低著頭自己看書。陳賡一看不對頭啊。突然就想起來了。然後跑出門外，把門關上，喊：‘報告！’彭德懷說：‘進來！’見了彭德懷敬了個禮，‘彭總好！’‘好！你是陳賡啊！你來幹啥啊！’陳賡說：‘我來看您來了。’陳賡愛開玩笑，他沒架子。可是連陳賡都說，‘我就怕他，他不給人留麵子。’我就問他‘訓過你沒有？’陳賡說：‘開大會的時候訓過。平時也很少見麵。我不跟他開玩笑。’陳賡跟誰都開玩笑，唯獨不跟彭德懷開玩笑，也看出來彭德懷的脾氣。”（誌願軍總部機要秘書王承信口述）
當時王承信也許並不清楚，但彭德懷心裏跟明鏡兒似的，知道毛澤東並不完全相信誌司的報告，特派“欽差大臣”陳賡前來實地考察，自然氣就不打一處來！老彭雖然愛罵人訓人，甚至罵哭過劉伯承，然鵝陳賡為人處事圓滑世故，正所謂虱子多了不咬，被老彭罵幾句無關痛癢。同時還會陪彭總下象棋，並故意讓老彭這個臭棋簍子贏上幾盤棋，隻要讓他開心就行。
1月25日，彭德懷在君子裏主持誌願軍與朝軍高幹聯席會議，陳賡洗耳恭聽了彭的《三個戰役的總結和今後的任務）報告，會後又去宋時輪兵團（9兵團）司令部住了幾天。去五老裏看望了正在休整的9兵團餘部。
考察結束回國後，陳賡向毛匯報了首批入朝部隊傷亡嚴重損失巨大急需補充。於是毛讓陳賡的連襟，炮兵司令陳錫聯組建誌願軍第3兵團，作為第二梯隊入朝參戰，後來幹脆改變主意，直接讓陳賡替代陳錫聯，從二野3兵團抽調第12軍，4兵團抽調第15軍，18兵團抽調60軍，組建誌願軍第3兵團。
1951年3月。毛澤東正式任命陳賡為誌願軍第3兵團司令員兼政治委員，王近山為副司令，陳賡拿著毛的尚方寶劍，從楊成武的20兵團要來王蘊瑞，點名要他任3兵團參謀長，並親自乘飛機前往昆明從雲南軍區抽調原二野4兵團的劉有光、王步青、王振夫、戴其萼等一批老部下，組成誌3兵團司令部、政治部和後勤等領導機關。
萬事俱備，隻欠東風，偏在這個節骨眼上陳賡腿傷複發了，毛澤東見他傷痛無法行走，隻好同意他先去大連療養，由3兵團副司令王近山代理兵團司令，率第12、第15、第60軍入朝作戰。
同年4月22日，勵兵秣馬的3兵團開赴三八線附近，回合第9、第19兵團發起第五次戰役，卻遭到聯軍強大的反擊。一個月之後誌願軍全線後撤，但3兵團60軍180師卻慘遭聯軍圍困，雖然師長鄭其貴跑了出來，全師1.1萬人折了近8000人，其中5000餘人被俘，其中包括師政治部主任吳成德——誌願軍最高級別的被俘將領。
事後60軍被撤回後方整訓，軍長韋傑被撤職，180師師長鄭其貴、副師長段龍章被撤職並留黨察看一年。在大連陳賡療養的陳賡得知3兵團受到重挫，如同五雷轟頂，也顧不得腿傷急忙啟程入朝。
8月20日，陳賡拄著拐杖來到朝鮮。想當年（1932年）陳賡在鄂豫皖蘇區“反圍剿”戰鬥中右腿負傷後赴上海法租界治療，後被租界巡捕房逮捕引渡到南京。蔣介石見陳賡一瘸一拐，念及黃埔學生陳賡在北伐時期背著自己脫險，起了惻隱之心，把他放回到中央蘇區。
這次陳賡一瘸一拐來到3兵團指揮部，召集王近山等兵團和各軍主官談話、聽匯報、問情況，並向毛、彭提議發起“第六次戰役”，讓3兵團打個“翻身仗”。幸好誌願軍副司令鄧華、參謀長解方認為再次發起戰役隻會造成巨大的傷亡和損耗，誌願軍雖能獲得一些勝利，但未能殲滅美軍一個整團。結果得不償失最為不利，應該改為“殲敵一個營為目標”進行戰術推進。毛澤東最後采納了鄧、謝的建議，稱這種戰法是“零敲牛皮糖”，但被斯大林譏諷嘲笑一番，這是後話。
陳賡在3兵團司令部待了10多天，9月3日，彭德懷要他到檜倉誌願軍總部駐地參加黨委常委擴大會，彭在會上宣布第六次戰役計劃取消，對外稱美方己接受談判，各部隊立即轉入陣地防禦戰。趕築工事鞏固陣地。會上有人提出：“這不是自掘墳墓嗎？”彭總手拍桌子大吼一聲：“這是毛主席的決定！”
會後，彭德懷要陳賡牽頭寫了一本統一的規格標準的坑道作業手冊，以誌司的名義發到各軍。次年（1952年4月）彭德懷腸胃病和痔瘡發作大便出血，毛澤東同意他回國做手術，術後留在北京接替周恩來主持中央軍委工作，由陳賡代理誌願軍司令員兼政委。
彭德懷走後僅僅兩個月，陳賡在一次視察部隊時突然出現胸悶頭痛、呼吸困難差點兒昏厥，把誌司這個挑子撂給了鄧華。6月16日，陳賡滿載朝鮮人民的深情厚誼踏上歸國之路，拜拜啦，朝鮮！
同年10月，聯軍發起了“金化攻勢”，陳賡的老部隊誌15軍在上甘嶺陣亡4838人傷6691人，陣地的野戰工事幾乎全部被毀，防守部隊潛入坑道之中。然而。此時的陳賡已經躺在北京醫院寬大舒適病房內，誌3兵團的老部下遭受的苦難似乎已經遠離他而去 。。。
陳賡兩次入朝，前後不到一年，前一次為毛澤東調查前線情況，後一次是處理180師的善後之事，除了這些就是協助彭總做些有關作戰方麵的日常事務，還寫了一個坑道作業指導手冊，以誌司的名義發給各軍。回國後他升任副總長，55年被授大將軍銜，但他毛遂自薦做了哈軍工首任院長，自報奮勇培養軍事工程師，並且樂此不疲，直到1961年在上海病逝。
