이에 북한측 박중국은 납북지점은 동경 127 46', 북위 39 17'으로 자기네 영역을 침범하였다고 주장하였다. 미국은 즉시 소련에게 중재를 요청하였으나 거절당하였다. 사실 당시는 푸에블로의 항해 기록을 가지고 있는 북한에게 유리할 수 밖에 없는 상황이었고, 푸에블로는 분명히 (승조원들이 인정하다시피) 북한의 영해를 침범하고 있었다.

아무튼 북한이 미국의 잘못을 지적하고 강하게 나오게 되자 미국은 베트남으로 항진 중이던 핵추진 항공모함 엔터프라이즈와 구축함 3척을 원산만 근처로 이동시키고, 오산과 군산의 미공군 기지에 2개 전투기 대대를 급파했다. 25일에는 해군과 공군 예비역 1만4천명에게 동원령을 내리고 28일에는 2척의 항공모함과 구축함 1척, 잠수함 6척을 추가로 동해로 파견했다. 또한, 필리핀(클라크 공군기지)에 주둔한 항공세력의 전진배치 계획을 수행하기 시작했다.

결국, 푸에블로 사건은 한반도에는 일촉즉발의 전운을 몰고 왔다. 미국은 북한 선박에 대한 보복 나포, 기뢰를 부설하여 원산항 봉쇄, 제한적 공습 등의 일련의 대북 군사 조치들을 검토했는데 그 중에는 'Freedom Drop'이라는 핵폭탄 투하 작전까지 포함되어 있었다.

그럼에도 불구하고 김일성은 고자세를 굽히지 않고, 미국의 강경대응에 맞서는 전군 경계령과 동원령 선포로 준전시 상태를 선언하고, 자신들이 보유한 모든 대공포와 대공 미사일들이 원산항과 주변지역에 배치하여 유사시 이루어질 푸에블로호와 그 승무원에 대한 미군의 탈출작전을 원천 봉쇄했다.

한편, 남한은 푸에블로의 납치사건에서 불과 40시간 전에 이루어진 청와대 습격 미수 사태로 전군 비상 출동명령이 내려진 준 전시 상태였고, 박정희 대통령은 군사적 보복을 강력하게 요구하고 있었던 시점이었다. 그러나 당시 대통령 선거를 목전에 두고 있는 미국은 베트남전의 장기화로 반전여론이 들끓고 있었고, 국제정세 또한 미국에 유리하지 않았다. 더군다나 푸에블로의 함장이 영해침범 사실을 시인하고 있었고, (그는 송환 직후 영해침범 시인을 번복합니다) 관련 항해 기록과 각종 첨단 도청 장비 등이 공개될 위험도 있었다.

미국은 궁지에 몰린 것이나 마찬가지였고, 이러한 상황이 중국이나 소련에 대한 간첩활동 등에 대한 것으로 확대될 때에는 심각한 문제가 야기될 수도 있었다. 미국으로서는 대외적인 상황상 가능하면 조용히 이 일을 처리해야 할 필요가 있었다.

하지만, 박정희 대통령은 군사 작전을 미국 측에 강력히 요구하고 있었고, 미국이 공동으로 대북 응징을 하지 않으면 한국군 단독으로라도 작전을 불사하겠다고 통고했으며, 베트남에서 한국군을 철수시키겠다는 으름장도 놓았다. 결국, 미국은 한국을 협상에서 배제시키는 조건으로 F-4를 포함한 1억 달러 규모의 군수물자 제공을 약속한다. 1968년의 상황에서는 북한에 대한 군사적 우위를 장담할 수 없었던 한국군이었으므로 이는 미국 정부의 난처함을 간파한 박정희 대통령의 의도된 계산으로 판단된다.

한편, 최근에 기밀 해제된 미해군의 조사 보고서와 정찰작전계획서 등에는 뜻밖의 내용이 담겨 있었다. 바로 푸에블로함이 11차례에 걸쳐 북한의 영해를 침범했었다는 내용이다. 이것은 당시 이 배가 사용했던 항해 장비인 '로란'이 최고 5마일까지 오차를 낼 수 있었으며, 최대한 북한의 영해에 가깝게 항해하며 신호정보를 수집해야하는 푸에블로의 임무 특성상 북한의 영해를 침범했을 가능성이 높다는 것이다.