1954年，朝鮮戰爭的硝煙尚未完全散去，美國就有意籌組包含台灣在內的東南亞條約組織（SEATO），建立一個反共的軍事集團。而台灣在美國的支持下不時偵照與轟炸大陸沿海，並劫奪外商船隻導致大陸外貿頗受干擾，尤其1954年6月蘇聯油輪圖阿普斯號遭台灣掠奪的事件最震撼國際。因此為了打破美台簽署軍事條約進而擴大對沿海的封鎖範圍、以及阻止“兩個中國”的國際輿論，解放軍於1954年9月3日向金門發起炮戰。
不過由於解放軍當時尚未完全掌握閩浙制空權，福建鷹廈鐵路也未修建，因此對金門的炮擊更多是威嚇性，身為開國上將的福建省委書記葉飛就坦言過：“不修鷹廈鐵路不行，否則根本無法解決金門問題，空軍也無法進駐福建前線”。因此彼時中共制定的戰略是“從小到大，由北向南，逐島進攻”，沒打算當真登陸“解放”金門。不過那場炮戰仍造成兩岸一定死傷，且根據金門防衛司令官劉玉章的回憶，至少有兩名美軍顧問陣亡。
解放軍的轟擊未能阻止台灣與美國於1954年12月簽訂《中美共同防禦條約》，但攻占浙江沿海島嶼的步伐也未停下。1955年解放軍相繼奪下一江山與大陳列島後，對蔣介石政府的心理打擊頗不小，且美國拒絕讓防禦條約適用於閩浙島嶼，還不時力主台軍放棄金門、馬祖，這讓中共察覺美國對蔣介石的協防意志有所局限，遂緊鑼密鼓地籌劃下一波軍事行動。
1958年1月，葉飛、福州軍區司令員韓先楚和空軍司令員劉亞樓等人，向軍委報告空軍進駐福建的事宜，並提到“如果我們抓住金門、馬祖這兩條小辮子，估計經過幾個月的鬥爭後，蔣介石可能為了保存金馬的十一萬兵力而停止對福建地區的轟炸”，這就替即將到來的炮戰定了基本旋律。最後軍委拍板決定炮轟金門、但不登陸作戰，希冀藉此迫使台軍自動撤退。為了眩惑國際視聽，1958年蘇聯赫魯曉夫於7月至8月初訪華後不久，解放軍便大肆炮擊，這令美國懷疑中共是否得了蘇聯的暗助。
為了這場炮戰，解放軍準備了仿製蘇聯M-30式122毫米榴彈炮、國產化不久的54式122毫米榴彈炮、152毫米榴彈炮等重炮多門，連蘇聯制B-13型130毫米艦炮也被當作岸防炮使用，總計調動459門火炮、80多艘艦艇與飛機200架，發射47萬4910發炮彈。雖然台軍在金門也部署M2A1 105毫米榴彈炮、M1 155毫米榴彈炮、M2 155毫米加農炮，但在數量上不具優勢，因此甫一開打便吃了大虧，導致正在金門視察的“國防部長”俞大維負傷，金門防衛部三位副司令趙家驤、吉星文、章傑也全悉數陣亡。
由於要摸清美軍究竟願意出多大力氣協防金馬，解放軍“不主動攻擊美軍，若其入我領空領海，我堅決打擊之”。同時，周恩來還伺機宣布中國領海為12海浬。雖然美國拒絕承認，但也因此停止全程護航台灣運補金門的艦隊，只肯停留在公海上。毛澤東還於內部會議上宣示“絞索政策”，形容金門馬祖如今成了套住美國的絞索，“只要有這兩堆在這個地方，他得關心，這是他們的階級利益……他賴着不走，就讓他套在這裡，無損大局”。也正是為了“套住”美國，故解放軍對金門始終是打打停停、打而不登、圍而不死，存心拖住台灣與美國的力量。
美國原本以為新中國打算順勢統一台灣，因此面對台軍的求援，頗不願耗費精力防衛金馬小島，只想再勸說蔣介石專守台澎，好藉此加劇分離兩岸。但經台灣的多番求助、與美國逐漸察覺解放軍的進攻似乎以政治成分居多，遂才於9月同意出借駐守於琉球基地的12門8吋自走式榴彈炮（M1 203毫米榴彈炮），以供金門守軍使用。台灣為此士氣大振，特地制定“轟雷計劃”運輸這12門重炮，並以在電文里以“特種武器”稱呼之。待重炮部署完畢後，台軍迅即發炮還擊，令解放軍與廈門一時之間也頗有死傷。
因此，在台灣方面的論述中，美軍提供的8吋炮成為扭轉戰局的秘密武器，甚至聲稱解放軍以為遭原子彈襲擊，廈門車站也遭擊毀。然而實際上，8吋炮威力雖大，但解放軍從未以為台軍扔來了原子彈，且擊中廈門車站的乃155毫米加農炮。更重要的是，中共的盤算從來就不是真心要一舉攻取金馬進而拿下台灣，政治威嚇才是主要目的，故比較雙方武器質量或死傷人數根本不是評估炮戰意義的重點。1960年解放軍再度向金門發起的“六‧一九炮戰”，亦是出於類似的考量。
在炮戰期間，中國大陸既向美國或硬或軟地宣示底線、又派出密使曹聚仁同蔣介石商量統一條件，最後終於迫使美國恢復中斷許久的波蘭華沙大使級會談，同時也看破美台軍事同盟的範圍僅在台澎，故在10月政治局會議上決定金馬台澎的統一得“一攬子”解決，以免造成美國處心積慮製造的“兩個中國”出現。而中國大陸最直接的收益，就是從此掌控大陸沿海制空權，讓台軍戰機罕能再大規模、多架次地轟炸東南省分，保障沿海人民的安全與生產。這些複雜又巧妙的政治算計，與台灣所宣傳的“光榮勝利”簡直是天差地遠。爾後解放軍刻意對金門實施“單打雙不打”的炮擊，也是為了渲染緊張感，令蔣介石不自金馬撤軍，絕非台灣認定的解放軍落敗故得以此找台階下。
而且諷刺的是，當炮戰結束後，美軍很快就取回出借的其中6門自走式8吋炮，改以機動性略差的牽引式代替。且蔣介石雖獲得美國保護金馬外島的承諾，但也在與美國國務卿杜勒斯的聯合公報里被迫寫下反攻大陸的主要途徑“為實行孫中山先生之三民主義，而非憑藉武力”，被限制反攻的主動性，也引起內部諸多不滿。而對於美國與中共的華沙會談，蔣介石更只能“既不能反對他此一為己的行動，但亦決不敢贊同其此一政策”，凸顯對美國的無奈依附。
