18 октября Хрущев распорядился привести в боевую готовность Северную группу войск, Балтийский флот и Прибалтийский военный округ. По приказу Г. К. Жукова две советские танковые дивизии двинулись к Варшаве. Одновременно туда же по приказу Рокоссовского, несомненно согласованному с Москвой, двинулся танковый корпус Войска польского. В этих условиях Хрущев добился переноса открытия пленума ЦК ПОРП на 19 октября, и утром этого дня в ходе блицвизита в Варшаву Никита Сергеевич сумел договориться с польским руководством о пересмотре цен на поставляемый в СССР польский уголь и согласился на то, что польские коммунисты будут решать свои кадровые вопросы без санкции КПСС, Рокоссовский и другие советские офицеры будут отозваны из Войска польского, а советские танки вернутся в места постоянной дислокации. Фактически Хрущев дал добро на возвращение к власти Гомулки, который и был избран на пленуме первым секретарем ЦК ПОРП.
Чтобы сохранить былую степень влияния на польское руководство, в Варшаву выехала делегация КПСС во главе с Н. С. Хрущевым. 19 октября состоялись нелегкие переговоры, результат которых отразила следующая рабочая запись заседания Президиума ЦК КПСС, заслушавшего информацию о поездке в Варшаву: «Выход один — покончить с тем, что есть в Польше. Если Рокоссовский будет оставлен, тогда по времени потерпеть». Иначе говоря, московские руководители на первых порах планировали «покончить» с польскими реформаторами силой, в чем маршалу отводилась немалая роль.
В Варшаве заговорили о подготовке государственного переворота. Возможно, не без основания. По приказу Рокоссовского некоторые части Войска польского начали выдвижение к столице, 19 октября на совещание были собраны офицеры Варшавского округа. В соответствии с приказом министра обороны СССР Г. К. Жукова Северная группа войск и Балтийский флот были приведены в повышенную степень боевой готовности. Во второй день работы VIII пленума, 20 октября, на Варшаву из Западной Польши начала выдвижение советская танковая дивизия (по польским источникам — две дивизии). Делегатам пленума, потребовавшим от министра национальной обороны объяснений, Рокоссовский заявил, что это — «плановые маневры» советских войск, дислоцированных на территории страны. Подобное объяснение не удовлетворило участников пленума, и по их требованию танковая колонна была сначала остановлена, а позднее возвращена к месту постоянной дислокации.
В Москве, по мере обсуждения ситуации в Польше, в политбюро ЦК КПСС настроения становились все более миролюбивыми. Существенную роль здесь сыграла позиция Китая: председатель КНР Лю Шаоци и партийный руководитель Дэн Сяопин, посетившие Хрущева по его возвращении из Варшавы, резко возразили против силового вмешательства в польские дела. В конце концов от применения силы в Польше было решено отказаться. Как раз в это время готовилось советское вторжение в Венгрию для подавления антикоммунистической революции. Предпринимать военную интервенцию сразу в две страны Восточной Европы было рискованно, тем более что была опасность встретить вооруженное сопротивление не только в Венгрии, но и в Польше, где против советской интервенции могла выступить часть Войска польского во главе с младшими офицерами-поляками. Кроме того, была опасность развертывания в стране партизанской войны, традициями которой Польша была так богата. Поэтому Хрущев в конечном счете удовлетворился гарантиями, что новое польское руководство не будет отступать от курса социалистического строительства и будет продолжать дружить с СССР.
22 октября в письме, направленном в ЦК ПОРП и подписанном Хрущевым, советская сторона выразила согласие на отзыв из Войска польского офицеров и генералов советских вооруженных сил, включая Рокоссовского. 13 ноября состоялись выборы политбюро ЦК ПОРП. Из 75 участников пленума за Рокоссовского проголосовали только 23 человека. В тот же день Константин Константинович подал в отставку со всех государственных постов ПНР и через два дня возвратился в Москву.
Советский историк-диссидент Н. Г. Обрушенков, побывавший в Польше осенью 1956 года, вспоминал:
«Я наблюдал обстановку накануне октябрьских событий. В маленьком курортном городке, где я отдыхал, в экскурсионном автобусе нас очень часто возили вместе с министрами польского правительства, которые находились там в отпуске. Это были представители консервативного крыла из группы Рокоссовского и Новака. Они были возмущены напором ревизионизма. Очень обиженные, рассказывали о том, что их уже практически выставили, что они только формально являются министрами и заместителями министров и после отпуска уже не вернутся в свои кресла в правительстве, откуда их вытеснили сторонники Гомулки. А сам Гомулка был тогда едва реабилитирован.