1950年7月31日，中央军事委员会根据朝鲜战局的发展，确定以第13兵团为主组成东北边防军。在不到3个月的时间里，东北军区后勤部组建三个后勤分部，共约7000人，部署三条通往战区的纵向兵站线，突击前运作战物资，补充、修理技术装备，组建了有4.5万张床位的医院和由3万多人组成的民工担架队。10月23日，东北军区后勤部组成前方后勤指挥所入朝，统一组织战区后勤工作。

1950年10月—1951年6月，志愿军协同朝鲜人民军实施战略反攻，“联合国军”为阻断志愿军的运输供应，对朝鲜北部实施全面封锁破坏，使志愿军后勤人员、车辆、物资和设施遭受严重损失，供需矛盾非常突出。志愿军后勤採取一系列应急措施：后勤分部增至4个，人员增至2.8万余人；及时调整兵站线部署，通过兵站线的延伸对部队实施跟进保障；把主要工作转入夜间进行，以减少美机空袭所造成的损失；突击抢运弹药，前送大批炒麵，实行重点供应；从国内动员大批民工支援前线。这些措施使供需矛盾有所缓解。

7月开始，朝鲜北方发生特大洪水，美军趁机集中其主要空军力量对志愿军后方实施“绞杀战”。志愿军陆续增加铁道运输部队、抢修部队和护路高炮部队，总人数达5万余人。后勤战线对物资严密组织疏散并加强伪装，有计画地构筑地下、半地下仓库和掩体，把人员、物资、车辆转入防护设施内。组织抢修，部队对铁路、公路随炸随修，在铁路受阻地段，组织运输部队和装卸部队进行倒运、接运。加强高炮部队的对空防御和民众性的对空射击活动。与此同时，后勤还改变原来的供应体制，实行分区供应与建制供应相结合，并建设与此相适应的兵站运输网。至1952年6月，志愿军挫败了美军的“绞杀战”，并在反“绞杀战”斗争中建成“打不断、炸不烂”的“钢铁运输线”，为保证持久战打下了基础。

1952年秋季战术反击作战前，志愿军后勤储备了作战所需弹药和两个半月的主副食品；在43天的上甘岭战役中，及时供应各种物资1.6万多吨。在1953年反登入作战準备中，囤积弹药12.3万多吨、粮食24.8万多吨，可供全军食用8个半月，为1953年夏季反击战役提供了充分的物资保证。

在抗美援朝战争中，志愿军后勤共接运从中国运往前线的物资260多万吨，补充枪械48万多支（挺）、火炮1.3万多门、汽车2.1万多辆，救治伤员38万多人次、病员45万多人次，修复枪枝7.5万多支（挺）、火炮1.4万多门次，新建公路2500多千米，加修公路8100多千米，新建仓库1.5万多个（座），病房6900多间，简易营房7万多座，汽车运输204.4万多台次、3.27亿多吨千米、48.多万吨运量，铁路运输38.5万多车、800多万吨运量。后勤部队共涌现出功臣4.8万余人，集体立功单位766个。