然而，至第三次战役结束时，除了第39军仍保持4.5万人外，第38军剩3.4万人，第40军为3.5万人，第42军为3.6万人，第50军剩3.2万人，而第66军仅剩2.5万人。
第9兵团的第20军、第26军和第27军损失惨重，剩余的作战兵力更为有限，不仅无力参与第三次战役，甚至在战役结束后的两三个月内，依然难以重新投入战斗。
为了弥补志愿军的兵员损失，中央军委和总参谋部采取了一系列措施，包括在国内征募新兵以及抽调老兵入朝参战。
除1950年11月决定从中南军区调派5000名新兵以补充第38军和第40军外，还确定了从1950年11月至1951年3月为第一个补兵期，计划为整个志愿军补充总计12万人（其中新兵8万，老兵4万）。
实际入朝兵员约为10.7万人（其中新兵7.7万，老兵3万）。在3月上旬，兵员陆续过江，其中补充第20军的新兵最早到达，时间为3月15日至18日，其余各军的补充兵员大致在3月底才能到达部队。
因此，到了第四次战役打响时，志愿军前线部队依然未能及时获得充足的兵员补充。
为了缓解兵员暂时无法及时补充的紧迫局面，各部队纷纷通过大幅压缩直属单位编制来应对，尽可能从机关、勤杂人员，甚至炮兵和工兵分队中抽调人员，补充到前线步兵连。然而，这一措施在连续三个战役中反复实施，已达到极限，潜力几乎耗尽。
实际上，更为严重的问题不仅是一线部队兵员不足，连排级基层指挥员的严重伤亡和大量空缺对部队战斗力的负面影响更为显着。
时任第39军116师347团团长的李刚，在回忆第三次战役结束后部队的情况时感慨道：“自入朝以来，部队伤亡过于惨重，连排干部已经换了一茬又一茬，入朝时的连长如今只剩下一个了。多么渴望能有一次休整补充的机会啊！”
第40军119师359团反映，此战打得异常艰苦。第三次战役后，全团的营级干部已经换了一轮，连级干部更是更换了三次。
此时，志愿军的后勤补给，也陷入了自入朝参战以来最为艰难、最为严峻的阶段。
后勤补给面临的最大挑战，不在于后方缺乏物资，而是难以将后方积压的物资迅速、充分地运送到前线。由于进入朝鲜后连续参与了三场以机动战为主的战役，战况的变化极为迅速，战线的流动性也非常大。
第一次战役打到清川江边，第二次战役逼近三八线，第三次战役又推进到三七线附近。部队以大踏步前进，不到三个月，战线就向前推进了400至500公里。由于原本后勤运输力量就很薄弱，远远无法跟上战役发展的速度和节奏，导致中间出现空虚、前后出现脱节的情况。
负责后勤保障的各部门和单位，都是在战争初期匆忙组建的，人员来自各地，既没有做好思想和组织上的准备，也缺乏相应的业务能力，保障水平难以满足出国作战的特殊需求。
在第一次战役中，由于作战时间较短、运输距离不远，部队携带的物资尚且充足，补给方面暴露的问题不多。然而，从第二次战役起，随着战线的推进，运输线不断拉长，部队所携带的物资基本耗尽，粮食和弹药的补给开始变得紧张。到了第三次战役，部队越过三八线，运输线进一步延长，物资供应更加难以及时送达，后勤保障的问题也随之全面暴露。
在前三个战役中，前线部队的物资供应主要由后勤分部和兵站负责组织实施。分部领导前沿兵站，以“接力”的方式伴随作战部队向前移动设立兵站，并将后方或中途兵站送来的物资，根据部队的武器装备、人力马力、补给标准及作战消耗情况进行分配和补充。
然而，在战线快速推进、运输力量不足以及敌机严重轰炸破坏的情况下，这种跟进补给的速度远远慢于预期，甚至大大落后。
常常会发生这样的情况：前沿兵站勉强追随着作战部队前进，但与后方兵站失去联系，造成中间断层，急需的物资无法送达前线，前方只能干着急。
第二次战役后期，兵站设于德川、兰田一带，与已推进至三八线附近的部队相距约350公里左右。到了第三次战役时，前方兵站虽然已经前移至加平、抱川一带，但后方兵站仍停留在中坪地区，前后之间相隔约450公里。
按理说，这样的距离在保证正常运输效率的情况下不应该成为太大的问题，但当时的最大瓶颈恰恰出现在运输环节。运力不仅严重不足，运输组织方式也极其落后。起初，汽车部队以班、排、连的建制单位集体行驶，敌机一旦空袭，往往一炸就毁掉大片车辆。
有的部队进入朝鲜的第一个月就被炸毁了141辆汽车。为躲避敌机轰炸，运输方式改为单车分散行驶，然而这又带来了管理上的诸多困难，导致翻车、偷盗、失火、失踪等损失频发，“怕死保命、车辆长期滞留不归”等现象也时有发生。
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