W odpowiedzi na ruchy wojsk stacjonującej w PRL Armii Radzieckiej oraz podległych Rokossowskiemu sił polskich przygotowania do obrony podjęły podporządkowane siły wojsk wewnętrznych oraz Korpusu Bezpieczeństwa Wewnętrznego. Doszło do paradoksalnej sytuacji, w której Polski mieli bronić komuniści przed komunistami innego obozu.
Skąd taka reakcja towarzyszy radzieckich? Rozpoczęta 25 lutego odczytaniem referatu Chruszczowa destalinizacja przybrała w Polsce nieoczekiwaną formę. Domagano się nie tylko reform demokratycznych ale również poprawy sytuacji ekonomicznej i reform społecznych (Poznański Czerwiec 1956 r.) a nade wszystko zrzucenia radzieckiej kontroli.
Po Czerwcu w PZPR zaczęto mówić o powrocie do władzy Władysława Gomułki, wcześniej więzionego za sprzeciwianie się niektórym aspektom stalinowskiej wizji komunizmu, tzw. odchylenie nacjonalistyczne. Uznano, że tylko on jest kandydatem do zaakceptowania przez obie najważniejsze wówczas frakcje partyjne. W październiku Biuro Polityczne podjęło decyzję o zwołaniu plenum PZPR, na którym miały dokonać się nowe wybory najważniejszych organów, do których zaproponowano już konkretnych kandydatów. Sprzeciwił im się Konstanty Rokossowski, marszałek Polski i Związku Radzieckiego, gwarant interesów rosyjskich w PRL.
Ambasada radziecka poinformowała o nagłym przylocie delegacji z Moskwy na najwyższym szczeblu. Jednocześnie 18. października z koszar wyjechały siły podległe Rokossowskiemu, flotylla ZSRR usiłowała wpłynąć do Zatoki Gdańskiej (co spotkało się ze zdecydowanym sprzeciwem obrony Wybrzeża), a KBW podległy ministrowi spraw wewnętrznych przystąpił do działań zmierzających do zapewnienia spokoju w stolicy. Dowódca Korpusu, gen. Muś, wspominał w 1989 r. te dni:
"Zaproponowałem wówczas, żeby z Góry Kalwarii podciągnąć naszą brygadę na Służewiec. Wicha jednak uważał, że może zostać to źle przyjęte. Pozwolono mi w końcu sprowadzić batalion pancerny z Piaseczna (całkowicie wyposażony w sprzęt amerykański), a z Góry Kalwarii do Piaseczna tylko jeden batalion piechoty. Wszystko po to, by być bliżej Warszawy”.
Przylot Chruszczowa i delegacji miał dramatyczny przebieg. Już od drzwi samolotu przywódca wygrażał Polakom pięścią, ostentacyjnie przywitał się najpierw z delegacją dowódców Armii ZSRR oczekujących na płycie lotniska, zdenerwowanie okazywał również stojąc przed polskimi przywódcami, którzy prosili go o uspokojenie wobec kilkudziesięcioosobowej delegacji oczekującej na towarzyszy. Gomułka wspominał po latach, że zachowanie Chruszczowa wymagało od Polaków ogromu zimnej krwi:
"Powiedzieli – relacjonował – że myśmy im właściwie w twarz napluli. (…) Oświadczyłem, że my nie mamy takich tendencji, nie chcemy zrywać przyjaźni ze Związkiem Radzieckim. Doszło do spięcia. Tow. Chruszczow powiedział: »Ten numer wam się nie uda, jesteśmy gotowi do aktywnej interwencji«”
Rozmowy z 'radzieckimi' trwały od rana 19. października do 1 w nocy kolejnego dnia. Stenogram rozmów został odnaleziony kilka lat temu w rosyjskich archiwach. Z ich treści wyczytać możemy z jednej strony wyraźną uległość polskich przywódców (zrozumiałą wobec siły, jaką dysponowali ich adwersarze) ale również pewnego rodzaju troskę o niezależność partii. Radziecki przywódca miał do Polaków pretensję, że nie uzgodnili z Kremlem zmian planowanych w kierownictwie PZPR. Wzburzony Ochab odpowiedział: "A wy to uzgadniacie z nami, jaki macie skład Biura Politycznego czy Komitetu Centralnego?”. Chruszczow się zaśmiał: "No, czto wy, czto wy”.
Historyk Andrzej Werblan, od 1948 do 1981 r. członek KC PZPR sugerował, że na uspokojenie nastrojów oraz zatrzymanie ruchów wojsk miały wpływ Chiny. Pisał on: "Przed wybraniem się do Warszawy kierownictwo KPZR zawiadomiło sąsiadujące z Polską państwa (Czechosłowację i NRD, a także Chiny ze względu na ich wagę), że w Polsce grozi przewrót kontrrewolucyjny i że zamierzają interweniować. W tym momencie przyjechali do Warszawy. Uzyskali pozytywną odpowiedź Czechów, aprobatę Niemców i stanowczy sprzeciw Chińczyków z pogróżkami, że uznają to za wielkomocarstwowy szowinizm i domagają się stanowczo zaprzestania akcji. Chińczycy poinformowali też, że wysyłają delegację do Moskwy w celu przeprowadzenia rozmów w tej sprawie. (...) W tej sytuacji nie pozostawało im nic innego, jak tylko zakończyć rozmowy w Polsce kompromisem i wracać do Moskwy, aby porozumieć się z Chinami”.
Wątek chiński nie jest poruszany w żaden sposób w stenogramach ujawnionych kilka lat temu. Natomiast do rozmów z Chińczykami faktycznie doszło - rozpoczęły się na Kremlu 23. października i trwały dwa dni. Chińczycy nie dali się przekonać, że w Polsce doszło do kontrrewolucji. Wymogli na Rosjanach wstrzymanie interwencji. Dopiero wtedy - 24 października siły Armii radzieckiej, po kilkudniowym postoju ok 150 km od Warszawy, wróciły do baz. Chruszczow poinformował o tym Gomułkę, a ten spokojny mógł wygłosić na pl. Defilad słynne przemówienie do tłumu informując o unormowaniu sytuacji. Było to prawdopodobnie największe zgromadzenie Polaków faktycznie spontaniczne zorganizowane w celu wyrażenia poparcia dla działaczy komunistycznych.
Dlaczego Chińczykom mogło zależeć na ratowaniu Polski? Nie zależało im. Mao rozpoczynał po prostu walkę o prymat w obozie komunistycznym. Chciał być liderem, na razie musiał zawalczyć o równorzędność. Głośne weto wobec militarnej decyzji ZSRR było takim gestem sprzeciwu. Cel został trwale osiągnięty, dlatego kilka tygodni później nie sprzeciwił się, gdy Związek Radziecki interweniował na Węgrzech.
W konsekwencji odwilży z więzień wypuszczono 35 tys. osób, rehabilitowano 1500 skazanych (wśród nich wielu zamordowanych), zwolniono radzieckich doradców w Wojsku Polskim, do kraju powróciło 29 tys. repatriantów z ZSRR, zniesiono dominację socrealizmu w sztuce i literaturze, wypuszczono z internowania Prymasa Wyszyńskiego a do szkół na kilka lat powróciła religia. Polski Październik stał się dla wielu Polaków zapowiedzią większych zmian i choć już po kilku miesiącach nadzieje te okazały się płonne, to surowość aparatu państwowego nigdy nie powróciła już do wzorów z lat stalinowskich.