在毛泽东的直接指挥下，8月23日傍晚，解放军万炮齐发，猛轰金门，其火力之猛烈，为二战以来之最。顷刻间，金门陷入浓烟烈火之中。蒋军猝不及防，损失惨重。在毛泽东看来，这次炮击属“火力侦察”性质。他说，打炮的目的不是要侦察蒋介石的防御，而是侦察美国人的决心，考验美国人的决心。果然，金门炮声大大震动了美国。美国总统艾森豪威尔以为中共要解放台湾，下令将地中〖JP2〗海的第六舰队一半舰只调到台湾海峡和第七舰队会合。美国的注意力转移到远东，中东形势由此缓和。
美国虽然向台湾海峡调动军舰，却又害怕与中共真刀真枪作战，因而对台湾当局的“协防”金马要求拒绝明确表态。鉴于美国军舰直接参与对国民党台湾金马补给护航，毛泽东意识到领海权问题可以同美国做一做文章。为此，他专门召开了一次国际法专家会议，讨论将中国大陆领海线从3海里扩大到12海里，以迫使美国军舰不敢靠近属于中国领海的金门岛。虽然与会专家大都仍拘泥于西方通行的国际法，主张中国也要实行3海里的领海线，以避免战争的危险，但毛泽东最后拍板确定：中国的领海线为12海里。9月3日夜，毛泽东突然提出，福建前线自9月4日起停止炮击3天。9月4日，持续整整10天的炮火骤然熄灭，中华人民共和国外交部发表声明宣布中国的领海线为12海里。一时举世皆惊，反响强烈。美国国务卿杜勒斯马上发表“新港声明”，对中国施以武力威胁，扬言要使用原子弹。
面对美国的战争讹诈和咄咄逼人的态势，毛泽东基于亚洲和远东形势的考虑，决定避其锋芒。9月8日，毛泽东在接到叶飞关于9月7日美海军舰只为国民党海军运输舰队护航的报告之后，指示，照打不误，但只打蒋舰，不打美舰，如果美舰首先向我开火，没有命令不许还击。8日、11日、13日，解放军根据毛泽东制定的作战方针，对美军护航的蒋军运输舰队进行连续大规模炮击，予以重创。而美国军舰在解放军开炮之初，便弃蒋舰于不顾，脚底抹油，逃之夭夭。
打打停停 出奇制胜
通过炮打美军护航的蒋军运输舰队，毛泽东摸清了美国的底牌。根据毛泽东的建议，中共中央决定采取新的方针，即“边打边谈”：一方面继续对金门开炮，另一方面恢复中美大使级谈判。在国际舆论的关注下，9月15日，中美大使级华沙会谈在金门的隆隆炮声中进行。会谈过程中，美国决策者眼看玩弄“和谈”阴谋不成，武力恫吓又告失败，遂开始调整对台政策。9月30日，美国国务卿杜勒斯在记者招待会上声明：如果中共愿意在台湾海峡地区“停火”，美国可以劝蒋军撤出金、马。这个以放弃金门、马祖换取美国长期占据台湾的合法地位、制造“两个中国”的谈话，遭到海峡两岸的同声谴责。10月1日，蒋介石明确表示反对从金、马撤军，并说，他的“政府”没有任何义务遵守杜勒斯的声明。至此，美蒋矛盾公开化了。
杜勒斯的谈话及美蒋矛盾的公开化，引起毛泽东高度警觉和密切关注。他审时度势，当机立断，决定继续将金门、马祖留在蒋介石手中，利用美蒋矛盾，“联蒋抵美”，以捍卫中国主权，实现海峡两岸统一。毛泽东说，金、马收回就执行了杜勒斯的政治路线，还是留在蒋介石手上好。要解决，台、澎、金、马一起解决。中国之大，何必急于搞金马?
10月5日，毛泽东指示福建前线指挥部：10月6、7两日暂停炮击。中央军委根据毛泽东的意图作出了“打而不登，封而不死”的新决策。10月6日，毛泽东起草了以国防部长彭德怀名义发表的《告台湾同胞书》，并将原定的暂停炮击两天延长为7天。10月13日，国防部再次发布毛泽东起草的命令，宣布对金门的炮击再停两周，强调这是为对付美国人的，美国人不得在金门海域护航，如有护航立即开炮。由于美蒋矛盾加深，杜勒斯于10月21日飞抵台湾，以协调双方关系。10月20日，当杜勒斯赴台途中，毛泽东有意恢复了对金门、马祖的炮击。这一行动，实际上是为蒋介石增加与美国讨价还价的筹码，借以继续在金、马驻军，从而使杜勒斯企图以抛出金、马换取冻结台湾局势的计划再度落空。
10月25日，毛泽东又以国防部长彭德怀的名义发表《再告台湾同胞书》，宣布此后我军单日打炮，双日不打，但仍以没有美国军舰护航为条件。同时宣告：中国人的事只能由中国人自己解决，美帝国主义必须从中国领土上撤出去。为了扩大美蒋矛盾，表示金门并未“停火”，同时使蒋介石得到拒绝从金、马减少驻军的口实，毛泽东又下令解放军于11月3日、5日对金门进行比较猛烈的炮击。到1959年1月7日，解放军炮兵再次集中重炮猛轰金门，以惩罚蒋军对大陆滥施炮火的罪行，这成为金门地区最后一次真正意义上的炮战。之后，中央军委于1月9日指示福建前线部队：“今后单日不一定都打炮。”至此，金门炮战正式结束。
通过金门炮战，中国政府惩罚了以蒋介石为首的台湾当局，收到了“整家法”的预期效果；同时粉碎了美国妄想霸占台湾、制造“两个中国”的图谋。金门炮战之后，以毛泽东为核心的中共中央第一代领导集体形成了完整的对台政策。
