1951年11月，分界线问题达成协议以后，双方就转入下一个议程：实现停火、建立非军事区、成立联合军事停战委员会，以安排和监督停战等问题。
按顺序，应首先谈停战监督，然后再谈战俘问题。美国代表团总想在谈判上占点便宜，提议两个问题可同时进行，这样可以加速停战谈判。
表面看来有点道理，实际上美军是想东方不亮西方亮，这个不行我就谈那个。他们同时提出，最好是采取小组会的办法，分两个小组谈，一个谈停战监督，一个谈战俘问题。
11月27日开始谈停战监督问题。最初美军拿出来的方案还是想要高价，给谈判带来了一串麻烦。
双方在下列问题上斗争激烈，其焦点是在沿海岛屿问题上，如何保证停战的稳定而又不损害朝鲜的主权。美方拒绝从军事分界线以北的所有岛屿撤出。
中朝人民军队组织4次渡海作战，收复黄海道近海的大部分岛屿，迫使美方与朝中方面达成协议：
黄海道与京畿道界以西的所有岛屿，除白翎岛、大青岛、小青岛、延坪岛和隅岛外，均置于朝中方面军事控制之下。
在增加军事力量问题上，斗争的焦点是美方企图限制朝中方面战后在主权范围内修建机场。
朝中方面在这个问题上毫不退让，美方最终放弃自己的主张。
朝中方面在兵员轮换问题上同意美方意见，双方达成协议：
兵员轮换在一人换一人的基础上进行，每月不得超过3？5万人；作战物资的替换，在同样性能同样类型的一件换一件的基础上实施。
谈到监督与视察问题时，美方主张由双方组成军事停战委员会在朝鲜全境“自由视察”。
朝中方面反对这个主张，认为这是干涉朝鲜内政和侵犯朝鲜主权，建议成立中立国监察委员会，负责就双方同意的后方口岸进行必要的视察，并向双方停战委员会提出报告。
美方最终接受这一建议。
在中立国监察委员会成员和口岸数目问题上，朝中方面作了一定让步，双方达成协议：
由波兰、捷克斯洛伐克、瑞士、瑞典四国组成中立国监察委员会，在双方各5个口岸（朝鲜北方为新义州、清津、兴南、满浦、新安州；朝鲜南方为仁川、大邱、釜山、江陵、群山）进行视察。
一开始，美方提出参加“联合国军”的国家来监督，限制朝鲜修机场，如果有破坏协议的，还要派检查小组到现场去。如果这个方案我们接受的话，那就等于承认是战败国，让美军到我们的区域里随便横行。
因此，中方坚决反对，并提出公平合理的主张。
在战场上，针对美方拒不撤出后方沿海岛屿和海面的无理行径，中朝部队组织渡海作战，攻占了10多个岛屿，粉碎了敌人妄图利用三八线以北岛屿破坏我军安全的阴谋。美国又丧心病狂地发动灭绝人性的细菌战，中朝方面向全世界作了无情的揭露。
在威胁手段失败后，美军又假惺惺地大谈所谓“美中友谊”，中方则一针见血地作出驳斥。
在停火监督问题上，双方的分歧主要在于：中朝方面主张，停战以后双方武装力量应即停止一切敌对行为，并在规定期限内自非军事区和对方后方和沿海岛屿及海面撤走，双方指派同等数目人员组成停战监督委员会，共同负责监督停战的实施。
美方要求停战监督机构得以自由出入朝鲜全境，即是说要到对方后方进行地面和空中视察，在维持停战时双方不增加军事力量。
显然，美方十分担心中朝方面利用停战增加兵力。
为了解除对方顾虑，中朝方面在12月3日提出两条补充建议：停战后“双方不从朝鲜境外以任何借口进入任何军事力量、武器和弹药”；监督措施分为两部分，即对非军事区的监督由停战委员会负责，对非军事区以外的后方的监督交由中立国监督机构负责。
12月12日，针对中朝方面的新提案，美方提出对案，同意中立国视察后方口岸的原则，但要求轮换部队与补充武器弹药，并提出禁止朝鲜境内飞机场和航空设备的恢复、扩充与修建。
中朝方面考虑到美国士兵前线服役10至12个月就要轮换回国的制度，同意了美国的要求，也允许美方进行必要的武器装备的替换，但不同意上述对机场和航空设备的限制。
为了消除对方的戒心，中朝方面在12月24日对案中提出“不得从朝鲜境外进入任何作战飞机”的规定。双方在小组委员会上反复争论，直到1952年1月27日毫无结果。
双方同意小组会暂时休会，举行参谋会议，就已经达成的协议作细节讨论。但谈判过程中的真正绊脚石却是战俘问题，这是中朝方面始料未及的。
最后，美方坚持在限制修建机场问题和中立国提名问题上讨价还价，他们既怕中方建机场，又怕中方提名苏联为中立国。
当时，中方便以提名苏联为中立国，压制它放弃限制中方修建机场。
至后来的1952年4月28日，美方终于撤回了对中方修建机场的限制，中方也放弃了提名苏联为中立国的要求，双方同意波兰、捷克、瑞典、瑞士组成中立国监督委员会。
1952年5月2日，双方就停战监督问题达成协议。
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