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由于对台斗争牵涉到美国，中共中央需要取得苏联方面的支持和帮助。7月28日周恩来总理访问苏联，与赫鲁晓夫会谈，通报了中国东南沿海的形势和准备采取的措施。苏方对中国的决策表示支持。
根据军委的部署，解放军准备从大陈和金门两个方向同时攻打国民党军。9月3日，福建军区指挥厦门、莲河的四个122榴弹炮营、三个152榴弹炮营以及76野炮、150榴弹炮营和海军炮兵炮击金门。第一次炮击从14时10分开始，到16时停止，目标是国民党军舰。共击沉、击伤国民党舰艇7艘，摧毁炮阵地9个。第二次炮击在9月22日17时15分开始，18时35分结束，目标是大、小金门岛上的国民党军指挥部、军事设施和炮兵阵地。这两次炮击金门，只是规模有限的地面炮火急袭。因为还没有掌握制空权，炮兵完成射击后即迅速疏散隐蔽，实际上是火力侦察，观察国民党和美国方面如何反应。
炮击之后，中央又调整了斗争方针，把重点放在了大陈。统帅部的思路是：在台湾海峡防御体系中，选择敌防御较弱、易于速战速决的大陈列岛一举攻占之。而对有重兵把守、敌将拼死争夺的金门，则采取打而不取的牵制性行动。对我方来说，大陈收复后，即可解除南起温州，北到宁波、杭州、上海一线的敌情威胁。而金门近在咫尺，完全在我方的控制之下，留下这个棋子，有利于在今后的台海斗争中掌握主动，可以说是有理、有利、有节。
9月3日炮击金门，使国民党军感到震惊。两名美军顾问被打死，也震动了美国政府。美国国务院、参谋长联席会议连续开会，分析了中共的意图和可能引起的后果。他们判断：中共可能会加强空中、海上和炮击活动。如果这些行动没有遭到美国明显的抵制，中共可能就会扩大进攻的规模，甚至夺取国民党占领的主要沿海岛屿。如果美国向这些岛屿提供军事保障，必然被新中国和国际社会认为是干涉中国内政和挑起战争的行动。美国刚结束朝鲜战争，不想再同新中国作战，美国政府左右为难。艾森豪威尔总统表示，这是他执政最初18个月中遇到的最严重的问题之一。而蒋介石则借此机会，加紧要求美国与他签订共同防御条约。
9月，美国国务卿杜勒斯访台，蒋介石再次要求美国与他签约。基于冷战思维和反共立场，杜勒斯同意了。回国后他向总统建议：应该与蒋缔结一个包括台湾和澎湖列岛的共同安全条约，但不包括沿海岛屿。这样，美国和台湾开始进行缔约谈判。经过三个月激烈的讨价还价，双方就条约文本达成协议。国民党方面迫切希望美国协防金门、大陈，美国避免作此承诺，只同意将台湾、澎湖列岛列入条约范围。但为了照顾台湾的面子，又加上了“经共同协议所决定的领土”。这是一句灵活的外交辞令，在一定程度上满足了蒋的愿望，也给美国留了很大的余地。1954年12月2日，美国与台湾当局签订了《共同防御条约》。
美国的敌对行动，引起了中国的极大愤慨。12月8日，周恩来代表中华人民共和国政府郑重声明：台湾是中国的领土，解放台湾是中国的主权和内政，决不容许他国干涉。任何战争威胁都不能动摇中国人民解放台湾的决心。如果美国政府不从台湾、澎湖和台湾海峡撤走它的一切武装力量，仍然坚持干涉中国内政，美国政府必须承担由此产生的一切严重后果。