毛澤東隨之提出推遲打炮，將“中東解決”一起考慮，以便使台灣海峽地區的炮戰，起到聲援中東人民的反侵略鬥爭，並減輕那裡的外來軍事壓力的作用。
正在毛澤東的新思考之後，中國人民解放軍空軍、海軍及大批炮兵、坦克部隊開始了向福建沿海一帶的大規模集結。故而炮擊一開始，美國總統艾森豪威爾，竟在華盛頓三夜睡不着覺。因為從美方偵知的種種跡象看，都無法排除中共渡海作戰的意向，炮擊金、馬，很可能是進攻台灣的前奏。而蔣介石為了不從金、馬後撤，一口咬定炮擊金、馬，是向台灣進攻的組成部分，拼命渲染二者之間的聯繫。
在艾森豪威爾看來，一旦中共真的對台灣實施攻擊，現有駐台美軍，是不足以協助蔣軍守衛的。於是，他下令，將在地中海游弋的美第六艦隊的一半力量，調往台灣海峽，與第七艦隊會合後。又從美國本土和菲律賓，抽調部分艦隻，使在台艦隻達50艘，其中包括6艘航空母艦，3艘重巡洋艦。
接着，美軍第46巡邏航空隊，第一海軍陸戰隊和其他幾批飛機，也調到台灣，美國第一批陸戰隊3800人，在台灣南部登陸。美國一些本來用於和準備投入中東的軍事力量，按照毛澤東預想安排，被吸引到了遠東。
艾森豪威爾
美國的注意力被轉移到遠東，遠東局勢趨向緊張，而中東的緊張局勢得到緩解，使中東各國十分感謝中國。
但這些仍不是炮擊金、馬的全部意義。一石三島、一箭三雕，是毛澤東擅長的傑作，他還想掌握其他的情況。自1955年3月，美台《共同防禦條約》生效後，毛澤東就希望確切地了解這一條約的性質，是放蔣介石出籠進攻大陸呢？還是有限度的防禦性的？美軍對海峽地區的軍事對峙，空間準備介入到什麼程
度？但始終沒有一個檢驗的機會。
炮戰持續一段時間後，金、馬蔣軍的彈藥大量消耗，糧食儲備亦所剩無多，頻頻向台灣告急。蔣介石隨即向美提出護航要求，以便對金、馬進行補給。
近在咫尺的金門
蔣介石這樣做是另有居心的：如中共不對美艦炮擊，則可建立起安全的補給線；若中共對美艦射擊，美艦還擊，則順勢將美國拖入對中共的作戰。美國是極不願直接介入軍事對抗的，但礙於《台灣決議案》有關條文，答應護航，敷衍蔣介石。
台灣當局則是極力要拖住美國，守衛金、馬。8月27日和9月4日，蔣介石兩次致函艾森豪威爾，要求美方對協防金、馬給予大力支持。其主旨一如既往：金、馬是和大陸聯繫的紐帶，是進攻大陸的陣地。失去金、馬，也就失去了“反共復國”的信心和希望。
在蔣介石授意下，台灣“外交部”首先發言，聲稱台灣將堅守金、馬，並反對美國關於海峽中立化的建議。
馬祖列島的風光
炮擊金門再一次使美國陷入一種兩難境地。美國的既定政策是占據台灣，由此不可能對金、馬外島坐視不管。美國對中國一開始態度比較強硬：杜勒斯向中國施加壓力；美國防部發表聲明，命令第七艦隊和美國在東亞的其他海軍部隊採取“預防性防禦措施”；艾森豪威爾也宣稱，完全同意杜勒斯對中國的警告，表示要介入台灣海峽戰爭；艾森豪威爾還和杜勒斯探討了使用戰術原子武器摧毀大陸福建軍用機場及其供應線的可能性。但是，美國政府的目標只是製造“兩個中國”，並不是對金、馬問題有多大的興趣。艾森豪威爾後來在回憶錄中說道，美國並不打算為金門、馬祖這些島嶼而同中國作戰。這一思想，美國雖未公開宣布，但毛澤東卻已經從炮擊金門的實踐中看到了。
9月7日，台灣艦隻在美軍護航下，向金、馬運送軍需物資。美艦在左右兩側護航，與台艦相距2海里。美艦的捲入，使前線指揮部感到情況複雜，葉飛立即向毛澤東請示如何對應。
複雜的情況反而激起了毛澤東的靈感，這正好提供了一個檢驗《共同防禦條約》的機會。於是，毛澤東毫不遲疑地在電話中命令葉飛；照打不誤，但只打台艦，不打美艦，即使美艦開火，沒有命令也不准還擊。
中午12點，美台混編艦隊抵達金門料羅灣港口，福建前線炮兵立即開火。結果美艦置台艦與運輸船不顧，競相遁去，而台艦則3艘被擊沉，多艘受創。
毛澤東由此對美國的對台政策得到新的估價：第一，所謂《共同防禦條約》是有限制的，是防禦性的，是給蔣”戴上轡頭“的條約。第二，美國不願冒與中國發生直接軍事衝突的風險。第三，美國想從金、馬“脫身”即逼蔣後撤，通過“劃峽而治”，減輕自己的“義務”和負擔。即“所謂美蔣共同防禦條約也是有一定限度的，只有涉及美帝自身的利益，要冒和我軍發生直接衝突的危險，它就不幹了，就只顧自己，不顧別人了，如此而已”。
在金、馬炮戰開始後，美國雖然逼蔣後撤，與蔣分歧日益公開化，但為了確保台灣不受攻擊，美國還是將大量海、空及登陸部隊調往台灣。另外，美國又有6艘軍艦，2000多士兵進駐新加坡。與此同時，美國政府甚至就是否使用原子武器摧毀福建軍事機場及切斷前線供應線等問題，進行討論。
遠東局勢緊張，在台灣海峽爆發一場有美國介入的激戰的可能性不是不存在的，這不能不引起了世界性的震盪。毛澤東也說：“金門、馬祖打這樣幾炮，我就沒有料到現在這個世界鬧得這樣滿天風雨，煙霧沖天。這就是因為人們怕戰爭。”
部分美國的盟國害怕被美國裹進戰爭，一些中國的友好國家，亦對中國面臨的險惡局面深表關切。越南勞動黨主席胡志明，於9月8日致電毛澤東，電文說：“鑑於台灣情況之緊張，美帝態度之頑固，請您告訴我們：（甲）可能不可能發生美華戰爭？（乙）我們越南應該有什麼準備？”
蘇聯亦對中美是否會發生直接衝突十分擔心，8月底9月初，蘇聯外交部部長葛羅米柯親自來華摸底，詢問中國政府對海峽時局是否會發生直接對抗的估計，亦想了解中國對蘇聯是否有什麼要求。
毛澤東認為，對直接對抗，中美雙方都心存餘悸，都害怕戰爭，“但是他們（帝國主義陣營）比較怕我們多一點，因此中美之間的戰爭是打不起來的。”。特別是經過對美台混編艦隊的炮擊檢驗後，毛澤東更確信，“美國沒有一個人願為金、馬而戰”。因而斷定戰爭打不起來。
9月8日，毛澤東即復電胡志明：“美國人怕打仗，就目前說，很少可能大打起來；貴國可以照常工作。”同時中國政府亦根據毛澤東的推斷，明確地向葛羅米柯表示，中國自己完全能夠駕馭局勢，不需要蘇聯也牽扯進來，更沒有讓蘇聯用核武器來支持中國的想法，並告知中方對事態發展的估計。
蘇聯有了底，赫魯曉夫遂於9月7日、19日，兩次寫信給艾森豪威爾，呼籲美國政府對在中國台灣及台灣海峽地區所採取的行動要慎重從事，不要輕易採取可能帶來不可收拾後果的步驟，並表示如果美國對中國發動核攻擊，“那麼，侵略者就將立即遭到應有的、同類武器的反擊”。蘇聯的表態，對美國在台灣海峽行動持慎重態度，產生了一定的影響。
赫魯曉夫
當9月15日中美大使級會談重新開始以後，美台在金、馬問題上的衝突更加激烈起來。在9月15日的中美大使級會談中，美方提出以在台灣海峽立即實現“停火”，作為進一步談判條件。
9月，蔣介石親自出席中外記者招待會，發表談話中，中共炮擊金、馬，是進攻台灣的前奏。金、馬是屏障，自動放棄這些島嶼，等於敞開門戶。因此，金、馬地區必須固守，哪怕是由國民黨獨立作戰，也決不後撤。這等於對杜氏的要求，做了針鋒相對的公開回復。
