1953年4月18日，毛主席簽署命令，任命楊勇為志願軍第20兵團司令員，入朝參戰。
這樣，周總理所希望把「三楊」都拉到朝鮮，實現「三楊開泰」的願望。楊勇是最後的一「楊」。
最先入朝的是19兵團的楊得志，其次是20兵團的楊成武。楊勇入朝後，楊成武已因病回國，其職務由楊勇接任。
5月16日，楊勇與20兵團政委王平來到了志願軍總部報到。當時，代司令員鄧華、副司令員楊得志、政治部主任李志民等出門迎接。
在人群中，楊勇一眼就看到了他的「老楊哥」楊得志，還未走近就招手招呼上了。
楊得志比楊勇大2歲，楊勇總是叫他「老楊哥」。二人早在1936年就相識，在多年的戰爭中，結下了深厚的友誼。
有一回戰鬥，由於深入敵後，楊得志部被日寇包圍，形勢危急。在此危急關頭，楊勇挺身而出，說：「我們一塊打，要死一起死，要活一起活。」
兩楊合力，直到破敵。
由於楊得志在聶榮臻的華北野戰軍工作，倆人已有近5年沒有見面。這次碰面，「兄弟倆」緊緊地抱在了一起。
6月21日，20兵團與60軍、54軍和21軍一起打響了金城反擊戰役。這場戰役殲敵52783人，其中俘敵2836人，給敵以沉重的打擊。
雖說指揮金城反擊戰取得重大勝利，但楊勇從來不願提及自己的名字。
1954年2月，楊勇任志願軍第3副司令員兼參謀長。1955年4月29日，楊勇被任命為志願軍司令員兼黨委第一書記。
這樣，楊勇成為繼彭德懷、鄧華、楊得志之後的第4任志願軍司令員，也是最後一任司令員。
在朝鮮主持志願軍工作期間，楊勇和金日成首相結下了深厚的友誼。金首相到北京訪問期間，曾向毛主席誇獎楊勇：「楊勇是個難得的好同志。」
1958年10月2日，楊勇回國。離開朝鮮時，金日成親自送行，朝鮮方面組織了20萬人歡送。周總理高興地說：「我們歡迎也不能少於20萬人。」
10月29日，毛主席在中南海接見志願軍代表團，見到楊勇的第一句話就是「都回來了嗎？」
楊勇激動地回答：「我們全部回到了祖國的懷抱！」
1958年10月，志願軍全部撤回，楊勇被任命為北京軍區司令員。次年10月，出任副總參謀長兼北京軍區司令員。
期間，楊勇組織部隊開展群眾性練兵活動，獲得了優異的成績，並受到了毛主席的讚揚。
毛主席對楊勇是很欣賞的，曾經當眾表揚說：「楊勇上將，上將楊勇！」
在那個特殊年代，毛主席提到楊勇：「北京的楊勇是怎麼回事？這些人總還是有功勞的吧！」
毛主席後來批示道：「我看廖漢生和楊勇一樣是無罪的，都是未經中央討論……」
1982年，《回顧貴州解放》一書的出版方向楊勇徵稿，楊勇對此是很支持的。
但是，他又說：「解放大西南是黨中央、毛主席的英明決策，是劉、鄧、賀首長的正確指揮，是全體指戰員英勇奮鬥和各族人民群眾大力支持的結果，我楊勇沒做什麼，就是做了點事，也是應該的，沒什麼值得寫的。」
這篇回憶錄是楊勇最後寫的一篇文章，1983年1月，楊勇在北京病逝，享年70歲。