1958年金門炮戰前後，解放軍總數減至237萬人，達到全國解放後的最低點。不過，國民黨軍對大陸的偵察襲擾未完全停止，中美大使級會談在台灣問題上又陷入僵局。因此，毛澤東決定尋機對國民黨軍採取軍事打擊，並以靠近大陸的金門島為目標。當時在面積僅120平方公里的大小金門島上有駐軍8.5萬人，占台灣國民黨軍總數的六分之一左右，是其主要的「反攻基地」。

　　炮擊金門的直接起因，是1958年7月的美、英出兵中東干涉他國內政的事件。毛澤東在中央會議上說：美國在中東燒了一把火，我們也在遠東燒一把火，看他怎麼辦。從這一戰略意圖出發，炮擊金門主要不是一場軍事仗，更重要的是一場政治仗、外交仗和宣傳仗。炮擊的主要目的並不是要佔領金門，也不是單純想消滅多少敵人，主要目的在於牽制美國的軍事力量並摸清其對華戰略的底盤，懲罰台灣當局並促其和談。在相當長的時間內，美國和台灣當局對這一戰略意圖並不清楚，都在猜測。1958年8月23日晚6時30分，中國人民解放軍以猛烈炮火轟擊大、小金門等島嶼，兩小時內向金門密集發射炮彈4.5萬枚。金門除防衛部三名副司令當場喪命外，飯後在翠谷戶外散步的「國防部長」俞大維也被彈片擦傷。隨後，解放軍持續進行炮擊，並於8月24日出動魚雷快艇攔擊由金門逃向台灣的運輸艦，當場擊沉1艘，重創1艘，使島上守軍處於被封鎖的狀態。

　　戰備不足，美軍動危險念頭

　　炮轟金門讓美國措手不及。由於美國空軍的部分力量在1958年7月忙於應付黎巴嫩危機，美國空軍無法按照美蔣 「共同防禦條約」的約定，在台海地區部署軍力。可以說，開戰後，幫助蔣介石協防的美軍即遭遇戰備不足的局面，這讓美軍動起了用核武器的危險念頭。2008年4月30日，美國國家安全檔案館公佈了12份冷戰期間的文件，其中文件《美國空軍在1958年台海危機中的行動》，詳細描述了美軍當時的困窘局面：1958年9月上旬和中旬，美軍大量飛機、人員和供給湧入太平洋地區的基地，場面一片混亂。美軍在台海地區最先遇到的大麻煩就是通訊問題，因為嚴重依賴台灣糟糕的通訊網絡，美軍不能指望在語言、安全和可靠性上得到滿意的解決方案，僅「電報交換機的缺乏就使得作戰指揮無法進行」。於是，從8月25日至10月25日，美軍著手將台灣地區的通訊線路從25條擴充到200條，總算可以滿足需要了。

　　美空軍遇到的另一麻煩，是金門等外島的後勤補給。截止到8月底，一些非常關鍵的軍用物資庫存不足，其中包括部分常規彈藥。金門被炮擊後的兩周內，美國空軍第5軍(駐日本橫田)空投了1100噸物資，空軍第13軍(駐關島)則承擔了包括「響尾蛇」飛彈在內的大批緊缺物資的運輸。當時戰場上的美國軍官認為，他們在這場常規戰爭中熬不過3天。

　　艾森豪威爾最終否決使用核武器

　　在1958年台海危機中，美軍當時的參謀長聯席會議主席內森·特溫寧上將力主對大陸使用核武器，扮演了鷹派的角色。特溫寧是第一位來自空軍的美國參聯會主席，他在擔任第20航空隊指揮官時，曾反對在戰爭中使用核武器。後來，他改變了對核武器的看法，開始認為核武器可用來徹底解除敵人的武裝，而不是摧毀敵人。在20世紀50年代，與特溫寧有相同看法的美軍官員人數很多，這與核技術的快速發展及其在美軍戰略中的地位密切相關。1953年4月，美軍在一份文件中提出，世界正在進入核時代，核能將迅速加快軍事戰略和戰術的變化……許多將領認為核武器不過是提高了鐵彈(常規炸彈)的威力，為了完成許多戰術目的就要使用核武器。1954-1956年，熱核武器技術的進步使戰術飛機也能攜帶高當量核武器，戰術與戰略核武器的原有差別正快速消失。

　　8月中旬，美軍戰略空軍指揮部命令關島的5架B-47轟炸機處於警戒狀態，為前往廈門附近執行核攻擊做準備。戰略空軍指揮部通知下屬機構，一旦衝突升級，5架轟炸機將使用1萬噸到1.5萬噸TNT炸藥威力的戰術原子彈(當量與廣島原子彈相近)，對廈門的機場進行空襲。但8月23日金門炮戰發生後，美國高層卻沒有按照空軍預想的對大陸進行核打擊。解密文件顯示，時任美國海軍作戰部部長的阿里·伯克上將對此早有預感。他對空軍的菲爾特將軍說：「參謀長聯席會議堅持在大陸的敵對行動一開始就使用核武器，但總統可能不會同意。」阿里·伯克是從政治角度分析的——自1958年 3月31日起，蘇聯宣佈單方面停止任何類型的核武器的試驗，為取得外交上的主動權，美國必須在台海地區限制核武器的使用。

　　8月25日，艾森豪威爾總統在白宮與高級幕僚們開會，他決定「不在台海地區使用核武器，並用常規武裝力量援助台灣」。4天後，他派空軍混合打擊力量支援遠東，並再次告訴參謀長聯席會議：「即使金門被轟得底朝天，我們也不要急於使用核武器!」

　　赫魯曉夫的警告起了作用

　　艾森豪威爾對其決策是這麼解釋的，「核武器有固有的缺點」，雖然能殺傷對手，但其輻射塵也可能傷及台灣民眾。從冷戰時期的國際形勢分析，艾森豪威爾這一決策的深層原因，可能是考慮到蘇聯核力量的威懾。

　　1958年中蘇關係「蜜月期」雖臨近結束，但雙方分歧尚未公開。1958年7月31日，距炮擊金門發動不到一個月，蘇聯領導人赫魯曉夫訪問北京，這次訪問讓外界認為，「解放軍後來炮轟金門得到了蘇聯的支持」。其實，毛澤東根本未向赫魯曉夫透露炮擊金門的行動，這讓赫魯曉夫極度不滿。炮戰發動後，毛髮現處於美國的核威脅下，轉而去尋求赫魯曉夫的支援。赫魯曉夫雖不滿毛的耍弄，但還是顧全大局，仗義相助。

　　金門炮戰發生後的9月7日，赫魯曉夫致函艾森豪威爾，就台灣海峽的緊張局勢向美發出警告：「美國在核壟斷早已被打破的情況下，仍企圖用核武器威脅其他國家，這是完全沒有希望的事。」因此，艾森豪威爾如果想用核武器襲擊廈門，就不得不考慮當時仍和中國處在同一陣營的蘇聯的態度。

　　同時，毛澤東從中美之間、美蔣之間、國共之間的複雜關係考慮，認為奪取金門在軍事上已不需要費很大力氣，但是若不能同時解決台灣問題，日後開展對台工作會更困難。如果國民黨當局失去金門、馬祖這兩個在大陸沿海最後的象徵性據點，美國製造「兩個中國」或「台獨」將更方便。隨後中方在10月宣佈暫緩收復金門、馬祖，危機宣告終結。