叶飞收到毛泽东的信，对信中“政治挂帅，反复推敲”“不打无把握之仗”的精神十分赞同。为了确保对金、马的有效攻击，并防止蒋方的反扑，中央又将大批作战飞机调到福州、漳州、连城、汕头、龙田等沿海机场；又将3个炮兵师、1个坦克团调入厦门，前线指挥部拟出周密的海空协同作战方案，只待中央一声开打的命令了。
蒋军伤亡惨重，蒋介石却连称“好，好”
8月11日，美国国务院公布《关于不承认共产党政府的备忘录》，大肆诋毁中国政府。6天之后，中共中央在北戴河政治局扩大会议的第一次会议上，确定了炮轰金、马的作战方案，而在本来列出的17项会议议题中并没有炮击金、马这一项。
毛泽东随后批示彭德怀：不要在深圳方面进行原定的军事演习，以免惊动英国人。要防止蒋军大编队空军的反击，我大编队空军要做好迎战准备，但追击不得超越金、马线。限定追击的意图，是不给蒋介石造成攻击会向纵深发展的错觉。
8月22日之前的数天里，炮击的序幕已经拉开。这些天，每天均有成百架飞机组成的机群飞临马祖上空，摆出将发起解放马祖战役的架势。蒋军被迷惑，急忙把三分之二的海、空力量调防马祖区域。
8月23日中午12点，福建前沿阵地万炮齐鸣，大小金门、大担、二担等蒋军盘踞岛屿，遭到猛烈的轰击。三天之间，10万发炮弹倾泻在这些岛屿的机场、弹药库、油库和前沿及炮兵阵地上。蒋军猝不及防，死伤3.6万余众。金门防区司令胡琏因躲入地下指挥部，幸免一死，副司令吉星文、章杰、赵家骧均伤重殒命。
在蒋军阵地上的两名美军顾问，也在炮击中丧生。当初，在讨论炮击时，毛泽东是希望最好能避免美军伤亡，以防止中美直接对抗，林彪因而建议以某种方式暗示美军躲避。但这样一来，必然暴露我军作战意图，无法达到预期的攻击效果。毛泽东又经一番熟虑，认为美国不可能因个别顾问的伤亡卷入战争，毅然决定不向美方暗示。
金、马守军伤亡惨重的消息立即报到蒋介石那里。他听后，长时间紧蹙的眉头骤然舒展，情不自禁地连声说：“好，好，好!”他身边的一些人见此，都觉得不可思议。这些人无论如何也不曾料到：他们总统此时的心情，作为其老对手的毛泽东，却早已料到了。
在金门炮击开始后的一天，毛泽东突然对林克说：“向金门打炮，也不是为了解放金门，而是蒋介石希望我们打炮，这样他就有了借口，可以抵抗美国的压力。”随着时间的推移，林克才更清晰地了解到，毛泽东从维护祖国领土完整的大义出发帮老蒋一把的深刻用意。
原来，面对杜勒斯的步步紧逼，蒋介石虽硬着头皮顶着不撤，却一直找不到有力的理由回绝杜氏，压力日重，成了他一块心病。中共的炮击行动，给他送上一个顺理成章的借口。
在蒋介石授意下，台湾“外交部”首先发言，声称台湾将坚守金、马，并反对美国关于海峡中立化的建议。9月，蒋介石亲自出席中外记者招待会，发表谈话说：中共炮击金门，是进攻台湾的前奏。金、马是台湾的屏障，自动放弃这些岛屿，等于敞开门户。因此，金、马地区必须固守，哪怕是由国民党独立作战，也决不后撤。这等于是对杜氏的要求，做了针锋相对的公开回复。
