一信激起千层浪毛泽东7月10日在组长会议上的发言及其15日结束会议的决定，使彭德怀为"左"倾错误没有得到彻底纠正就要结束会议而"非常忧虑"。他心情沉闷，服用安眠药犹夜深难眠，躺而复起，在卧室内外徘徊与思考。
7月12日，周小舟第二次登门找彭德怀漫谈，两人谈得比较深。彭德怀对周小舟表示说："有些意见，希望同主席敞开谈谈，但由于自己个性，怕谈不好。"周小舟以自己的体会，"怂恿彭总去谈"，他说："我们同主席谈话很随便呀。"原来，7月11日夜毛泽东找周小舟、周惠、李锐去谈过一次话，"谈得很是融洽。主席认为1958年的问题主要出在综合平衡上，说他自己有时也胡思乱想，有些事不能全怪下面和各个部门。还风趣地说，否则，人们会像蒋干一样抱怨，曹营之事，难办得很。小舟乘机而言：高指标是'上有好者，下必甚焉'。"彭德怀听了周小舟的一席话，决定第二天亲自找毛泽东面谈，并连夜准备了谈话的腹稿。
7月13日早饭后彭德怀来到毛泽东住处，因毛泽东从晚间工作至清晨，刚刚入睡，他转去西北小组参加会议。当天晚上彭德怀将自己想谈的话写成信件，叫随身的王参谋抄正后，于次日直送毛泽东的秘书手里。信全文近4000字，开头语说："这次庐山会议是重要的。我在西北小组有几次插言，在小组会还没有讲完的一些意见，特写给你作参考。但我这个人简单类似张飞，确有其粗，而无其细。因为，是否有参考价值请斟酌。"信分甲、乙两个部分。在甲部分中，彭德怀既肯定三面红旗的正确和成绩，又指出其缺点和失误，并提出解决的办法。彭德怀认为："大跃进的成绩是肯定无疑的，"国民经济的"增长速度，是世界各国从未有过的，""通过大跃进，基本上证实了多快好省的总路线是正确的。"对人民公社，彭德怀认为"是具有伟大意义的，这不仅使我国农民将彻底摆脱穷困，而且是加速建成社会主义走向共产主义的正确途径。虽然在所有制问题上，曾有一段混乱，具体工作中出现了一些缺点错误，这当然是严重的现象。但是经过武昌、郑州、上海等一系列会议，基本已经得到纠正。"对全民大炼钢铁，彭德怀认为"多办了一些小土高炉，浪费了一些资源（物力、财力）和人力，当然是一笔较大损失。但是得到对全国地质做了一次规模巨大的初步普查，培养了不少技术人员，广大干部在这一运动中得到了锻炼和提高。虽然付出了一笔学费（贴补20余亿），即在这一方面也是有失有得的。"在信的乙部分中，彭德怀用比甲部分多一些的篇幅，强调"如何总结工作中的经验教训"。彭德怀指出："政治挂帅不可能代替经济法则，更不能代替经济工作中的具体措施。政治挂帅与经济工作中的确切有效措施，两者必须并重，不可偏重偏废。"他在信的结尾写道："我觉得，系统地总结一下我们去年下半年以来工作中的成绩和教训，进一步教育全党同志，甚有益处。其目的是要达到明辨是非，提高思想，一般的不去追究个人责任。"彭德怀写信的目的，是希望通过毛泽东本人，向出席庐山会议的同志再次强调纠"左"和总结经验教训的重要性。他的信是写给毛泽东"作参考"的，是完全符合党的组织原则的。虽然信中也肯定三面红旗的正确与成绩，信中所谈到的缺点、错误问题，有些已经是毛泽东自己多次谈过的了。但是，彭德怀信中强调总结经验教训说明，彭德怀对第一次郑州会议以来毛泽东主持下的纠"左"工作是既支持又感到不满足的，他认为只有从政治思想上根本转变"左"的指导路线和方针政策，才能避免今后继续或重犯"左"的错误。在这一点上，毛泽东与彭德怀的看法是很不一致的。特别是彭德怀的信同毛泽东7月10日的讲话精神是有很大分歧的，彭德怀的信强调总结经验教训，继续反"左"，毛泽东的讲话则认为反"左"已经导致了右倾情绪的出现。因此，毛泽东对彭德怀信中一些措词比较尖锐的批评语句，如："由于比例失调而引起各方面的紧张""是具有政治性的"；"小资产阶级的狂热性，使我们容易犯'左'的错误"；"总想一步跨进共产主义，抢先思想一度占了上风"；"为大跃进的成绩和群众运动的热情所迷惑"；大炼钢铁"有失有得"--将"失"字摆在前头等等触及了要害问题的话，是难以接受的；加上彭德怀在西北小组发言中说了些用词不当、情绪偏激的话，使毛泽东深深地曲解了彭德怀写信的目的，认为彭德怀的信同彭德怀不久前访问苏联、东欧各国和会晤赫鲁晓夫有关，以为彭德怀的信是借纠正"左"的错误之机否定三面红旗的正确，是在向他"挑战"。于是，在庐山上便爆发了一场斗争风暴。