9月6日，中华人民共和国总理周恩来代表中国政府向全世界发表关于台湾海峡紧张局势的声明，严正指出：“1958年9月4日，美国国务卿杜勒斯，在美国总统艾森豪威尔授权之下发表声明，公然威胁要在台湾海峡地区扩大对中华人民共和国的侵略范围，进行战争挑衅，从而加剧了美国在这个地区造成的紧张局势。台湾和澎湖列岛自古就是中国的领土。在第二次世界大战以后，它们已经由日本的一度侵占归还了中国。中国人民行使主权解放这些地区，完全是中国的内政。这是中国人民的神圣不可侵犯的权利。美国政府自己也曾经正式声明不在台湾地区卷入中国的内政。如果不是因为美国政府后来背弃自己的声明进行了武装干涉，台湾和澎湖列岛早已获得解放，早已在中华人民共和国政府的管辖之下。这是全世界一切公正舆论所一致承认的不可抹煞的事实。美国侵占台湾，支持蒋介石集团，干涉中国内政是非法的，美蒋之间任何协定、条约都是非法、无效的。蒋介石集团利用金门、马祖作为前哨基地，对大陆进行骚扰破坏活动，中国政府完全有权对盘踞在沿海岛屿的蒋介石军队给予坚决的打击和采取必要的军事行动。任何外来干涉都是侵犯中国主权的罪恶行为。中国人民尤其不能容忍在自己的大陆内海中存在像金门、马祖这些沿海岛屿的威胁。尽管美国侵占了台湾、澎湖，中国仍倡议和美国进行和谈以解决争端，但是美国没有诚意。中国人民解放自己的领土和中美两国在台湾地区的争端是性质不同的两回事，不能混为一谈。如果美国政府悍然不顾中国人民的再三警告和世界人民的和平愿望，继续对中国进行侵略和干涉，把战争强加在中国人民的头上，美国政府必须承担由此而产生的一切严重后果。”
     中国政府的声明表达了当时6亿中国人民与美国侵略者斗争到底的决心，当日，全国各地就有2亿1千2百万人参加了规模空前的反对美帝国主义的大示威。中国人民的斗争赢得了全世界人民的同情和支持。苏联部长会议主席赫鲁晓夫写信给艾森豪威尔，警告他必须悬崖勒马，否则必将招致恶果；中国6亿人民强大不可战胜，美国张牙舞爪必会激起全世界的公愤。
     也许赫鲁晓夫的信件使艾森豪威尔和杜勒斯恍然醒悟到“金马危机”事关美国的全球战略，“如果在亚洲对共产党屈服，在西欧将会产生严重后果”，“金门就是东方的西柏林！”“金门的战斗就是东方共产主义势力与西方自由世界的冲突”。基于这种共识，艾森豪威尔强硬地拒绝接收赫鲁晓夫的信件，声称苏联应该制止中国共产党的侵略行为。美国副总统尼克松也跟着发表演说，顽固表示“台湾海峡至为重要，金门战斗事关全局，美国‘协防’台湾的决策不变，为保卫金门、马祖，美国有责任采取行动！”
     9月7日，美国悍然组成一支由7艘航空母舰、3艘巡洋舰、40艘驱逐舰、2个航空队组成的海上混合编队，替国民党当局护航。这是自第二次世界大战结束后，美国军队在远东地区的最大一次集结。
     据当时现场目睹者回忆：国民党的一支运输大队在美军舰只左右护航下，从马公岛港口驶向金门，美舰与国民党军运输船仅保持2海里距离。
     美舰的卷入，使人民解放军福建前线指挥部感到情况严重而复杂。打？还是不打？令总指挥叶飞为难，他立即向毛泽东请示如何对应。毛泽东此时在北戴河度假。他接到叶飞的电话，严重而复杂的情况反而激起了毛泽东的灵感。这正好提供了一个检验《台美共同防御条约》的机会。他毫不迟疑地在电话中命令叶飞：“照打不误，但只打台舰，不打美舰，即使美舰开火，也不准还击。我们要看看美国在台湾问题上究竟陷入多深。”
     其实毛泽东还有一番用意，为制止蒋介石拖美国下水、将台湾问题国际化的阴谋，力求避免同美国发生直接冲突，以利于解决台湾问题。当然，这是要冒很大风险的。
     中午12点，美台混编舰队抵达金门料罗湾港口，福建前线炮兵立即开火，炮弹像长了眼睛似地专找国民党舰和运输船，整个料罗湾顿时淹没在火海之中。在这紧要关头，护航的美舰竟一炮未还，不顾台舰的安危掉头逃跑，慌忙撤出中国海域，而台舰3艘被击沉，多艘受创，余者急向外海逃窜。国民党守军官兵见状，气得暴跳如雷，但也无可奈何，原本他们对美舰航行到金门附近死不肯进料罗湾已十分不满，这时纷纷骂起了“美国的娘”。
     毛泽东由此对美国的对台政策得出新的估计：第一，所谓共同防御条约是有限制的，是防御性的，是给蒋介石“带上辔头”的条约；第二，美国不愿冒与中国发生直接军事冲突的风险；第三，美国想从金、马“脱身”，即逼蒋后撤，通过“划峡而治”减轻自己的“义务”和负担。
     据后来美国解密文件中透露，正如当初毛泽东所估计的，早在1954年底，台美签订的《共同防御条约》正文规定，美国将承担“防卫”台湾、澎湖和其双方都认为必须防卫的领土，但美国对“防卫”台湾、澎湖以外的沿海岛屿是有保留的。美国经历过在大陆扶蒋政策的失败后，已不愿再次陷入中国的内战。为限制国民党军队主动挑起对大陆的进攻，美台就条约进行“秘密换文”，美迫台确认美国的义务只限于“防卫”台、澎；国民党当局在征得美国同意前不得对大陆采取任何大的军事性行动。蒋介石对美国这一立场一直是耿耿于怀。这次在金门炮战中美舰为国民党当局护航之所以一炮未还，其原因是华盛顿避免与北京直接发生军事冲突，曾一再严令美军机舰不准向大陆射击。