蒋介石在美军的庇护下，迅速加强了金门沿海岛屿的防务，并在该岛集结了八万五千人的兵力，企图以此作为反攻大陆的前沿基地。对此，毛泽东已清楚地料定，蒋介石只不过是痴心妄想，因而在其后的两年内也只是批准福建前线对该岛不时地实施一些惩罚性炮击活动。但是，到了１９５８年７月，美国竟在台湾海峡地区大量集结武装力量，公开威胁要把它在台湾海峡地区的侵略范围扩大到金门、马祖等沿海岛屿，对中国人民进行战争挑衅。蒋介石则乘机造势，叫嚷“加速进行反攻大陆的准备”，企图依靠美国实现“反攻大陆”的梦想。７月１７日，蒋介石又下令其陆海空三军处于特别戒备状态，连日组织军事演习，出动飞机对大陆沿海进行侦察、挑衅，一些高级将领频频到金门、马祖地区活动。与此同时，美国在台湾的军事和外交人员，频频与台湾当局密谋策划。
    台湾海峡的局势日趋紧张。７月１８日，毛泽东亲自召集军事会议，部署炮击金门事宜。他在会上明确提出：“金门炮战，意在击美。”“金门、马祖是中国领土，打金门、马祖，惩罚国民党军，是中国的内政，敌人找不到借口，而对美帝国主义则有牵制作用。他明确指示，以地面炮兵实施主要打击，准备打两三个月；以两个空军师于炮击同时或稍后，转场南下，分别进驻汕头、连城。”
    炮击金门的基本决心定下之后，毛泽东接下来便要择定最佳的炮击时机和方式。７月２７日，他在反复思谋的基础上，给彭德怀和黄克诚写了如下一些文字：“睡不着觉，想了一下。打金门……目前不打，看一看形势。彼方换防不打，不换防也不打。等彼方无理进攻，再行反攻。”“暂时不打，总有打之一日。”“政治挂帅，反复推敲，极为有益。一鼓作气，往往想得不周，我就往往如此，有时难免失算。你意如何？如彼来攻，等几天，考虑明白，再作攻击。以上种种，是不是算得运筹帷幄之中，制敌千里之外，我战则克，较有把握呢？不打无把握之仗这个原则，必须坚持。”
    ８月８日，美国海军参谋长宣称，美军正在密切注视台湾地区局势，随时准备进行像７月１５日在黎巴嫩那样的登陆。
    美军的气焰既然如此嚣张，毛泽东也就不能不作出相应的“回敬”了。随即，以解放军的空军同国民党军进行了四次空战，击落击伤敌机九架，基本掌握了福建地区的制空权。
    ８月２０日，毛泽东在北戴河会议上最后决定炮击金门。２３日１７时３０分，福建前线出敌不意，炮击开始，持续两个多小时，将二万九千二百发炮弹倾泻在金门岛上，国民党军伤亡中将以下官兵六百余人。第二天，继续炮击，并以海军舰艇实施攻击，取得了重大胜利。
    此时的美国政府急忙进行战争恐吓，速向台湾海峡调集兵力，企图迫使中国政府就此却步。
    毛泽东针锋相对予以斗争。９月４日，由中国政府发表声明，宣布中华人民共和国的领海宽度为十二海里，一切外国飞机和军用船舶，未经中国政府许可，不得进入中国领海及其上空。很显然，封锁位于十二海里之内的金门、马祖，纯属中国内政。美国政府置中国政府的声明于不顾，悍然于９月７日起派军舰进入金门海域，为国民党军护航。针对美军的侵略行径，毛泽东当即指示，一照打不误，二只打蒋舰，不打美舰。以打击国民党军方式反对美军的护航行动。９月８日和１１日，相继实施大规模炮击。迫使护航的美国军舰仓皇逃离金门海域。９月１３日，毛泽东致信周恩来、黄克诚，规定了炮击金门的办法，要“白天黑夜打零炮”。每天二三百发，“使敌昼夜惊慌，不得安宁，似有大利”。“大打之日，不打零炮。小打之日，即是打零炮。特别是黑夜对料罗湾打，白天精确地校准炮位，黑夜如法炮制，似较有利”。自此之后，为配合中美大使级谈判，转入零星炮击，在惩罚国民党军的同时，也挫败了美国“战争边缘”政策，使其处于进退两难境地。
    １０月６日，综合分析各方面的情报，毛泽东敏锐地意识到，美国与台湾当局的矛盾已经越来越深，一方面，蒋介石“反攻复国”的初衷未改，因而不肯撤出金门、马祖；另一方面，进退两难的美国此时基于其制造“两个中国”的险恶用心，已急于从金、马脱身。一般说来，此时正有利于解放军乘势攻占金、马。但是，毛泽东又一次深谋远虑，为了抵制美国搞“两个中国”的图谋，促使海峡两岸向和平统一方向发展，决定留下金、马，待时机成熟时将台、澎、金、马一揽子解决。当天，毛泽东便起草了《告台湾同胞书》，以国防部长彭德怀的名义予以公开发表。着重指出：“金门战斗，属于惩罚性质。”“台、澎、金、马是中国的一部分，世界上只有一个中国，没有两个中国”。同时告诉台湾同胞，“美帝国主义是我们的共同敌人”；中国人民之间的战争应当停止，“建议举行谈判，实行和平解决”，反对美国插手，并宣布“从１０月６日起，暂以七天为期，停止炮击……但以没有美国人护航为条件”。