1951年4月，陳賡被任命為中國(guó)人民志愿軍第三兵團(tuán)司令員兼政治委員率部入朝。由于忽南忽北的奔波操勞，潮濕寒冷的不斷侵襲，行經(jīng)東北境內(nèi)時(shí)，他的腿傷復(fù)發(fā)，不得不留在大連治療。6月，他又被任命為中國(guó)人民志愿軍副司令員。8月，腿傷痊愈，赴朝就職，協(xié)助彭德懷司令員，主管作戰(zhàn)指揮。

這時(shí)，志愿軍與朝鮮人民軍協(xié)同，已進(jìn)行了5個(gè)戰(zhàn)役，予敵以沉重打擊，將其趕回到“三八”線附近，迫使美帝國(guó)主義從7月開始同中朝方面舉行停戰(zhàn)談判。但敵人仍掌握著制空權(quán)與制海權(quán)，我之交通運(yùn)輸線遭受到敵人的嚴(yán)重破壞與封鎖，前方補(bǔ)給十分困難，從而限制著部隊(duì)的作戰(zhàn)行動(dòng)?？傊?jīng)過半年多的交手，雙方都初步摸到了對(duì)方的底，都在尋求新的對(duì)策。

一到前方，陳賡便忙于參加各師座談會(huì)、總結(jié)會(huì)，找干部談話，更深入地了解與美帝這樣高度現(xiàn)代化的軍隊(duì)進(jìn)行大規(guī)?，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的特點(diǎn)。他在作了充分的調(diào)查研究后指出：美帝國(guó)主義是整個(gè)帝國(guó)主義的支柱，作戰(zhàn)不墨守成規(guī)，善于變化，5個(gè)戰(zhàn)役中，各有花樣。我們絕不能忽視，必須加緊準(zhǔn)備，改進(jìn)訓(xùn)練，改變戰(zhàn)術(shù)，然后才能將其戰(zhàn)勝。目前敵我對(duì)比，可以說旗鼓相當(dāng)，敵在技術(shù)裝備上優(yōu)于我，但其余優(yōu)勢(shì)如兵力、士氣、正義性等，均在我方，地形亦對(duì)我有利、因此決定了作戰(zhàn)的長(zhǎng)期性，必須樹立長(zhǎng)期觀念。

這些見解，其實(shí)也正好證實(shí)了他自己在作戰(zhàn)上是不墨守成規(guī)的。

毛主席分析了朝鮮戰(zhàn)局后；也電示志愿軍應(yīng)將前一階段“以運(yùn)動(dòng)戰(zhàn)為主，與部分陣地戰(zhàn)，敵后游擊戰(zhàn)相結(jié)合”的戰(zhàn)略方針，改變?yōu)椤俺志米鲬?zhàn)、積極防御”的戰(zhàn)略方針，把戰(zhàn)線穩(wěn)定下來，依托既設(shè)陣地，在防御的態(tài)勢(shì)下，對(duì)敵實(shí)施靈活的戰(zhàn)術(shù)性的進(jìn)攻和反擊，消耗和削弱敵人，創(chuàng)造最后勝利的條件。這就把陣地防御提高到戰(zhàn)略地位，這在我軍戰(zhàn)史上還是第一次，是適應(yīng)朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)的特殊條件而作出的轉(zhuǎn)變。

陳賡除處理一般作戰(zhàn)及日常事務(wù)外，繼續(xù)集中精力研究新的條件下的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)問題，參與制定一些重要的命令。例如關(guān)于構(gòu)筑縱深陣地的命令，除要求第一線部隊(duì)加強(qiáng)現(xiàn)有陣地外，還要求部署于戰(zhàn)役縱深和戰(zhàn)略縱深內(nèi)的部隊(duì)構(gòu)筑第二第三防線；而鑒于依托一般野戰(zhàn)筑城很難防御敵大量航空火力和炮兵火力的摧毀性轟擊，在要點(diǎn)上應(yīng)構(gòu)筑隧道式工事，這便是后來橫貫朝鮮半島的所謂“地下長(zhǎng)城”——以坑道為骨干的支撐點(diǎn)式防御體系的最初的由來。

戰(zhàn)后，美軍司令、四星上將李奇微在得知陳賡當(dāng)年修筑的坑道加上其他溝壕工事竟長(zhǎng)達(dá)8000公里以上時(shí)，整個(gè)人都憋屈了，抱怨道：“陳賡哪里是來打仗的？明明就是來修地下長(zhǎng)城的。”

關(guān)于加強(qiáng)兩側(cè)海岸防御的命令，陳賡強(qiáng)調(diào)了海岸防御在敵握有海軍優(yōu)勢(shì)條件下對(duì)保障我側(cè)后安全的重要性，特別是西海岸，如敵由此登陸，勢(shì)將危及平壤，切斷我后方主要運(yùn)輸線，對(duì)我威脅最大，必須構(gòu)筑堅(jiān)固工事，加大防御縱深，加寬沿海公路，以增強(qiáng)整個(gè)防御的穩(wěn)定性等等。

陳賡還奉彭總之命，起草并發(fā)出了一個(gè)關(guān)于進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)反擊的指示，大意是：要求各級(jí)指揮員平日必須研究地形及掌握敵之行動(dòng)規(guī)律，將隨時(shí)所得情報(bào)切實(shí)研究，定出各種情況下的行動(dòng)方案，庶不致臨時(shí)倉促；反擊必須有充分的準(zhǔn)備，如火力組織、射擊計(jì)劃、彈藥之及時(shí)供給、出擊道路之及時(shí)選擇、通信網(wǎng)之形成等，特別是反擊時(shí)機(jī)不宜過遲又不能過早，過遲敵已站穩(wěn)腳跟，過早則又欠準(zhǔn)備周到，這些均有賴指揮員之機(jī)動(dòng)果斷，平日之經(jīng)常準(zhǔn)備和部隊(duì)之訓(xùn)練有素。各軍師長(zhǎng)要切實(shí)檢查準(zhǔn)備工作情況……更應(yīng)總結(jié)反擊不成功的教訓(xùn)，教育部隊(duì)，是為至要……彭總對(duì)這個(gè)指示甚為贊賞。

這些命令和指示，對(duì)貫徹執(zhí)行“持久作戰(zhàn)、積極防御”的戰(zhàn)略方針，對(duì)后來戰(zhàn)局的發(fā)展，都起了重要作用。

9月下旬，敵人發(fā)起秋季攻勢(shì)，對(duì)我軍陣地實(shí)施有重點(diǎn)的輪番進(jìn)攻，每次進(jìn)攻，都有大量飛機(jī)、火炮、坦克掩護(hù)轟炸，其猛烈與殘酷為過去所罕見。陣地化為焦土，樹木化為灰燼。但我軍頑強(qiáng)固守，致使敵人傷亡慘重，遺尸累累。

陳賡全力投入作戰(zhàn)指揮，每天要看上百份電報(bào)，對(duì)戰(zhàn)況進(jìn)行綜合分析，采取對(duì)應(yīng)措施。為了及時(shí)處理問題，重要電報(bào)他親自起草。過度的疲勞，弄得他經(jīng)常失眠，不得不服用大量安眠藥片，以期入睡。待到10月下旬，敵之攻勢(shì)銳減，戰(zhàn)況趨于緩和。這時(shí)，他也累垮了。彭總只好心疼地送他回國(guó)休養(yǎng)。

經(jīng)過這一仗，他更加肯定地得出了這樣的結(jié)論：在現(xiàn)在這種情況下，敵人要把我軍趕回鴨綠江，那是幻想；但我軍想把美軍趕下海去，也不容易。只要逐漸改善我軍裝備與交通運(yùn)輸，最后勝利一定是我們的。

1952年3月，他經(jīng)過休養(yǎng)，自覺身體康復(fù)，便又回到前線。這次，毛主席是叫他替換彭總的。4月初，彭總奉召回國(guó)休養(yǎng)，把前方的一切職務(wù)都交他代理。

前線仍無大的行動(dòng)，只是美國(guó)空軍對(duì)我后方交通運(yùn)輸線的狂轟濫炸有增無減。陳賡繼續(xù)著重解決鞏固陣地、改善后勤、加強(qiáng)西海岸防御等幾個(gè)關(guān)鍵問題。

4月下旬，他出席了志愿軍各兵團(tuán)、各軍參謀長(zhǎng)會(huì)議，并作總結(jié)發(fā)言，強(qiáng)調(diào)說明坑道工事在當(dāng)前防御作戰(zhàn)中的作用，根據(jù)各部隊(duì)創(chuàng)造的經(jīng)驗(yàn)，提出了坑道必須與野戰(zhàn)工事相結(jié)合，與防御兵力相適應(yīng)，既有作戰(zhàn)設(shè)備又有生活設(shè)備等要求。

這次會(huì)議之后，全軍以坑道工事為骨干的防御體系形成，其結(jié)果不但增強(qiáng)了我之防御穩(wěn)定性，而且節(jié)省了兵力，減少了傷亡，解決了前沿部隊(duì)的糧食彈藥儲(chǔ)備等問題，尤其是還可以依托坑道對(duì)敵實(shí)施突襲和反擊，把斗爭(zhēng)焦點(diǎn)推進(jìn)到敵人陣地上去。后來的實(shí)踐證明，以坑道為骨干的防御體系，對(duì)守，對(duì)攻，在戰(zhàn)略上、戰(zhàn)役上或戰(zhàn)術(shù)上，都具有重要價(jià)值。

6月初，中央軍委電召陳賡回國(guó)，另有任用。他把工作交給鄧華代司令員之后，于6月13日由志愿軍總部駐地——朝鮮檜倉郡啟程回國(guó)，經(jīng)平壤向金日成首相辭行。金首相為表彰他在抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)中的杰出貢獻(xiàn)和為中朝友誼作出的努力，授予他一級(jí)獨(dú)立自由勛章，并盛宴餞行。