蒋介石之所以这么在乎金马，系因维持台澎金马体系，形同向全世界宣示国民党虽迁居台湾，仍坚守“一中原则”，以全中国为疆域，国民党治台并非“台独”或“一中一台”。因此蒋介石无意坐视紧张缓和，反而持续增加金门驻军，1958年8月初，蒋介石更宣称掌握解放军向福建集中信息，研判将发起大规模攻击，金门兵力约增一倍，近台湾驻军的一半。事实上，毛泽东也的确从8月开始规划大规模炮轰金门攻势，不过美国最初还是抱怨蒋介石又在过度渲染、过度反应。
大陆方面炮火锁定精确，金门招待所几乎全毁。
当时为预防战事全面爆发，“国府”重要军政机关立刻从台北市区迁往三峡、新店、乌来及大溪等地。至于美国也是态度强硬，除警告中共如欲夺取金门，美国将视为威胁举动。艾森豪威尔更紧急调派海空军增强台海巡防，包括停泊地中海的第六舰队半数舰只调往台海增援后，使美国兵力达到15000人之多，艾森豪威尔并指示，在对蒋介石保密的情况下，如金门遭到严重威胁，并把战争带往台湾与澎湖时，美军除可能轰炸解放军基地，也要有动用核武的准备。［当时艾森豪威尔批准尚未面世的“屠牛士”地对地飞弹进驻台湾地区，由于能搭载核弹头，因此威胁性相当高，不过“八二三”炮战强度降低后，加上肯尼迪上台，随即将这批飞弹撤离台湾。］
8月20日，蒋介石乘舰抵马祖、乌丘后，转往金门巡视防务。8月22日，蒋介石亲自召集金门团长以上军官举行战备会议，强调“国家兴亡在此一战，覆巢之下无完卵，人人为求生存而求胜，为保国卫乡而战”，他也直指防卫阵地缺点，要求驻军尽速迁移司令部。［其实为加强金门防务，岛上军事设施均已地下化；同时1958年8月初，除解放军大量向福建集中的信息，加上来自福建的大陆电台广播再三宣称“攻取金门马祖、武力解放台湾”，因此台湾“国防部”宣布台澎金马进入紧急备战，非战斗人员停止进出外岛；实施夜间灯光管制、戒严。时任陆军第9师师长、戍守第一线小金门的郝柏村日后回忆时也说，蒋介石早料定炮战会发生，所以20日巡视大小金门，就是要确定做好必要准备。］当天蒋介石曾赴高登岛、烈屿巡视，甚至还步上古宁头远眺厦门很长时间。
◆金门炮战中国民党所使用的美式巨炮
1955年4月间，美国派出与蒋介石私交甚笃的雷福德与助理国务卿劳伯逊，希望以美军负责封锁中国沿海400英里区域、安放水雷，以及在台部署核武器等措施作为条件，说服蒋介石同意从金马撤军。
没想到第二天傍晚，解放军福州司令员叶飞于8月23日下午6点30分炮袭金门，第一波预估落弹4万余发，金门死伤440余人。硝烟和火海中，所有通信线路和电线全被打断，各指挥所失去联系；炮火直中金防部，国民党驻军损失惨重，也就是驰名的“金门炮战”。
1958 年8 月23 日，解放军突然炮击金门，到10 月5 日，短短64 天时间里，解放军共向金门及其周边岛屿发射炮弹45 万发。国民党军金门防卫司令部司令陆军上将胡琏要求国军死守金门，并得到美国海军护航，维持金门补给线。其后国民党军获得美国援助的八英寸口径榴弹炮，反击位于厦门的解放军。后来解放军放弃封锁，宣布改采“单打双不打”的方针，逐渐减弱攻势。这种单打双不打的状态直到1979年才结束。
当时金门司令部为迎接“国防部长”俞大维［俞大维（1897年－1993年），浙江绍兴人，美国哈佛大学哲学博士，知名学者，弹道学专家，曾任“国府交通部部长”，1954年出任“国防部长”，任内发生“八二三”炮战，1965年初，因病辞职，由蒋经国接任，转任“总统府资政”，1993年病逝台北。子俞扬和，娶蒋经国女儿蒋孝章为妻。］访视而召开的高层会议已散会，但包括抗日名将、“陆军副司令”吉星文［吉星文（1908年－1958年8月23日），河南周口扶沟人。曾参与西北军长城抗战立下战功。1937年七七事变，指挥军队在卢沟桥开出对日抗战第一枪。1949年随部队撤退至台湾。1958年晋升中将，任金门防卫副司令。“八二三”炮战遭解放军炮火击中，失血过多致死。］、“海军副司令”赵家骧、“空军副司令”章杰，因在“司令部”旁水上餐厅用餐，均遭炮火直击身亡。俞大维与金防部司令胡琏、参谋长刘明奎等人均遭炮击波及而受伤。
不过晚间10点，蒋介石无预警地下令所属即刻搭机返台，匆忙到随扈许多随身设备还留在金门。最后在一路低空飞行后，蒋介石赶回日月潭涵碧楼暂歇，稍后返抵台北。
密集炮火威胁下，一部宣称携带重要公文的PC舰抵达金门，驻军等到舰上人员冒险登陆后才发觉，竟然是蒋经国携命代表蒋介石督阵，宣示国民党一定会与金门共存亡，在最激烈的44天炮战期间，蒋经国先后9次造访金门，更曾赴金门与守军共度中秋，同时冒着炮火，登上满是弹坑的小金门视察，成为战地传奇之一。
据说蒋介石以恼怒且“极为难看”的脸色，强调不战而放弃外岛将会失去中国人民的尊敬，坚拒美方“无意义”的要求。他甚至不客气地说，之所以对这个近乎可诱发中美开战的提议不感兴趣，主要是因为对美国没信心，更不觉得美国在战争关头还会持续此一措施。他在日记中更直斥美国人的做法“完全为诈欺之谈”，是想骗他放弃外岛。
金门被解放军炮火封锁了十天，国民党只能靠空投补给，直到9月3日解放军才暂停炮击。蒋介石在这段时间内紧急向美告急，要求美方部署兵力防卫金马，并同意台湾空军轰炸中共海空基地与炮兵阵地，同时将新型武器移防前线。杜勒斯除在9月4日宣示保障金马安全与防卫台湾已有关联性后，美国第七舰队也自9月7日起，护航台湾海军运补金门料罗湾，但解放军随即重启炮火，在美方无意回击情况下，国民党部队只能靠美舰护航到金门外海，再让登陆艇航往滩头抢滩因应。
大陈岛撤退后，英国等主张对台强硬国家的压力有增无减，甚至直指蒋介石派兵驻守这些外岛是“占领中国领土”，甚至可能引发世界大战，让艾森豪威尔颇为头痛。［虽然艾森豪威尔曾致函丘吉尔等人，说明美方不愿意为金马而与中共开战，但美国也无法迫使蒋介石退出金马，以免打击国民党军队士气，并危及美国防卫台湾地区目标。但事实上，当时美国的确数度要求蒋介石解决外岛问题，放弃在金马部署重兵，以寻求台海停火，杜勒斯更曾为此访问台湾地区，也未能获得蒋介石同意。其实早在20世纪50年代初，首任来台的美军顾问团团长蔡斯就强力主张把外岛部队编整进台湾军事单位，但蒋介石戒慎恐惧，认为是美国分化手段，想借此把军政大权交给孙立人，因此很早就被打了回票。］因此在赫鲁晓夫抛出和平共存新路线，中共高层又在万隆会议提出和平解放诉求，让金马离岛一触即发氛围暂时缓和之际，美方决定利用时间尽速解决金马问题，摆脱烫手山芋。
