1950年10月22日，洪学智和他的战友们趁着夜色来到了朝鲜的国土上。进入朝鲜的第二天上午，志愿军司令部机关全体人员赶到了志愿军总部驻地——大榆洞。下午，十三兵团指挥机关也按毛泽东的电令赶到大榆洞与彭德怀会合，不久即与志愿军司令部合并，成为志愿军司令部。彭德怀任司令员兼政治委员，邓华为第一副司令员兼副政委，分管干部和政工；洪学智为副司令员，分管司令部、特种兵和后勤；韩先楚为副司令员，解沛然为参谋长，杜平为政治部主任。

1950年10月25日，志愿军打响了入朝之后的第一战，这天中午就餐时，由于温玉成指挥的40军与敌进行了意想不到的遭遇战，彭德怀一言不发，边吃边沉思。饭后，洪学智、杜平等几个人跟随彭德怀身后，走进了山腰上那间作为志愿军指挥机关的小木屋。

在一间大一些的木板房里，彭德怀召集邓华、洪学智等开会，研究作战方案，大家围着一张长方形的桌子坐下。彭德怀没说话，径直走到挂满地图的墙壁前，用一只长柄放大镜在地图上来回移动着。一会儿，彭德怀转身对旁边的人说：“好事多磨，恐怕又要改变计划啰！”大家都赞同地点点头。

这时，从远处传来了沉重的隆隆声，接着又响起了尖厉的防空号音。彭德怀的警卫员闯进来说：“首长，敌机来了，快走！”

“慌什么？你自己去！”彭德怀不高兴地吼了声。在场的人相互看了看，都为彭德怀的安全着急。彭德怀向大家挥了一下手臂：“你们怎么不走？都去防空洞！”洪学智笑着说：“彭总，你不走，我们就都陪着你。”

对于彭德怀和志愿军总部的安全，洪学智最为担心的是防空问题。志愿军没有制空权，敌人的飞机可以随时来轰炸，司令部的安全都受到威胁。中央几次发电报，要注意防空，特别要保证彭德怀同志的安全。当时，不仅因为志愿军没有制空权，总部的防空设备差，更因为彭德怀对革命战争极端负责，常常把自己的安危置之度外。他工作起来连吃饭都要靠身边工作人员提醒。在他看来，防空是对他的干扰，不到万不得已，他总不愿意进防空洞。

一天晚上，洪学智和志愿军副司令员韩先楚在一个小洞口上坐着，点了一支蜡烛，一面下象棋，一面等电报。他们正下得带劲儿呢，敌机来了。

离他们不远处的沟里是个伙房，那儿支着一口烧饭用的大铁锅，烧锅的火没有完全熄灭，还有火星，给敌机发现了，敌机便朝他们这边飞来了。由于敌机飞得很低，离地面很近，带起的风呜呜地响，声音大极了。很快，敌机投了五六枚炸弹，那炸弹下落的声音，尖涩凄厉，难听极了。洪学智以为把那厨房打掉了，后来一看，没打掉，炸弹擦着他们的洞飞过去，落在山沟里。敌机从他们头上俯冲过去，很快又打了个转儿，朝他们洞口这个方向俯冲过来。韩先楚一见，喊道：“不行，炸弹对着洞口来了。”

说完，洪学智扔下象棋就往洞里跑。那洞也不深，大约有三四米。洪学智躲到洞子尽里头，对韩先楚说：“老韩，这个厨房可是造孽了。”还好，最后他们俩谁也没伤着。

不过，又过了一天，还是出事了。志愿军司令部住的那个矿洞很大，东面有个大洞口用沙袋子给堵住了，西面还有个小窟窿，没有堵东西。那天晚上，有个侦察参谋，点着蜡烛在离那个小洞口几米远的洞里整理材料，敌机飞来了。参谋自以为是在矿洞里，没有注意。敌机发现了亮光，对着亮光猛扫了一阵机关枪，那个参谋不幸牺牲了。

为了保证志愿军总部及彭德怀的安全，洪学智和邓华商议，先给彭老总搞一个防空洞。要搞防空洞，就得在靠近彭总办公的地方挖洞、炸山，于是一个工兵连在彭德怀住处不远的地方开始施工。施工炮声惊动了彭德怀，这对彭德怀集中思考问题难免有干扰，听说是给他挖防空洞，他很不高兴，还说“要把部队撵走”。

彭德怀找来洪学智，不高兴地对他说：“你个洪学智，是不是没有事干了，在山下瞎鼓捣什么？”洪学智解释说：“这不是瞎搞，这是为防空，我要保证你的安全！”彭德怀不好再说什么。

洪学智理解他的心意，就召集挖洞的同志说：你们挖好炮眼一齐放，不要零星放炮，以免影响彭老总的工作。就这样，防空洞也就挖成了。

防空洞挖好不久，就发生了志愿军总部被炸事件。那天下午，几架美军飞机在志愿军总部上空转了一圈，炸坏了坡上的变电所。天快黑时，又来侦察，洪学智立刻警觉起来，他想：“平时敌人总是先侦察，后轰炸的，明天要在这里开会，研究下一步的作战方案，这里会不会挨炸哟？”他找到邓华，一起研究了明天防空的事情，同时将情况向彭德怀报告。

第二天，作战会议没开多久，敌人的飞机就来了。彭德怀住的房子遭到狂轰滥炸，一枚汽油弹正好落在了他住室的顶上，房子很快烧掉了。

那天，彭德怀一天没有说话，坐在防空洞里像是一尊雕塑。洪学智去叫他吃饭，他才抬起头来，说：“洪大个子，我看你这个人还是个好人哪！”洪学智笑着答道：“我本来就是好人嘛！”彭德怀动情地说：“这次美机来下蛋，要不是你老兄，老夫今天休矣哉！”