驻守金门和厦门的炮兵依靠开战前精确的测算和太武山顶炮兵观测员提供的准确数据，始终在炮战中处于有利的位置，而日军炮兵的视线完全被金门岛和弥漫在岛屿上空的硝烟遮挡住，只能依靠侦察机观测校正弹着点，由于顾及厦门岛和浮动炮台上面的防空武器，侦察机既不敢过于靠近，又不敢降低高度，所以取得的效果差强人意。因此，在连续几个小时的炮战和对空作战中，中国军队的损失微乎其微——左翼的浮动炮台被两枚100公斤的航空炸弹击中，两门高射炮被炸毁，伤亡五名士兵；三个炮台合计中弹十三枚，爆炸仅仅把覆盖在船舷表面的水泥削去二十多厘米，炸伤了十几名士兵；厦门岛上的工事则毫发误伤。
攻击严重受挫，使日军联合舰队司令大为震惊，立即暂时中止登陆计划，命令舰载侦察机悉数出动，仔细观察守军工事。经过几个小时的炮击和轮番轰炸燃烧，守军工事上的浮土和伪装已经全部被破坏掉，阵地完整地暴露在日军面前。侦察的结果使日军指挥官万分沮丧——坚硬的花岗岩地质特征和完备的防御体系使开始的三个小时炮击没有取得任何明显的效果，如果要彻底肃清金门岛上的工事，最保守的估计也要进行八天以上的炮火准备，然而，由于事先的侦察工作进行得不够彻底，舰队只携带了炮击两天的弹药量，而澎湖列岛的弹药库存也只能满足两天的用量！
正当联合舰队司令左右为难，开始考虑是否取消攻击行动的时候，负责登陆作战的日军旅团长表示，可以让舰炮肃清登陆区十几公里范围内的工事，炮火未能摧毁的由登陆部队自己完成。考虑再三之后，舰队司令同意了他的请求，但是把攻击时间推迟到第二天凌晨。
是夜，日军舰艇编队撤退到澎湖列岛的海港修整，补充弹药海峡中线附近，坐等黎明的到来，守军则连夜补充弹药，运送伤员，修补工事，准备迎接新的战斗。
次日黎明，东方天际刚刚露出鱼肚白，十几架轰炸机就飞到金门上空，对岛屿东南部预定的登陆区内狂轰滥炸，第一批次攻击完成之后，轰炸机迅速返航，把位置让给第二批次，如此周而复始，中间没有丝毫的停滞，日军为了增加攻击的效果，轰炸机全部换装了重达500公斤的重磅炸弹。轰炸进行了半个小时之后，浩浩荡荡的联合舰队再次出现在金门外海，然后兵分三路，中间一路直接对金门岛进行炮击，另外两路从左右两侧绕过去，对小金门、浮动炮台和厦门岛实施牵制攻击，使其无法有效支援大金门。
日军的策略很快就取得了明显的效果，浮动炮台和小金门上的防空火力强度和精度大幅度降低，尽管大金门岛上的高射炮和高射机枪全力阻击，并且击落击伤敌机各一架，但是依然无法阻止日军把数百枚重磅炸弹扔在滩头阵地上。重磅炸弹的确威力惊人，坚硬的花岗岩被炸得四分五裂，坚固的战壕一段段倒塌，暴露在地面上的工事大部被摧毁。这时候，日军舰艇逼近到距离海岸仅仅三四千米远的地方，对目标进行直接瞄准射击，战列舰上的360毫米主炮发出惊天动地的吼声，百余枚炮弹把所剩无几的工事摧毁殆尽。
‘一朝被蛇咬，十年怕井绳’，虽然连续轰击了整整一个上午，日军舰队司令还是感到不放心，命令军舰上的小口径火炮继续炮击，同时要求轰炸机把几十颗燃烧弹投掷下去，把预定登陆区又来回梳理几遍直到确认安全之后才下达登陆命令。
下午一点整，部队准时开始登陆，一开始非常顺利，守军的抵抗十分微弱，只有迫击炮和轻武器的零星射击，于是日军加快登陆速度，在短短半个小时的时间内把两个齐装满员的步兵大队运送上岛，并在滩头建立炮兵阵地，部署了一个完整的炮兵中队，给登陆部队提高最直接的炮火支援。
日军在全力巩固滩头阵地的同时，开始向防线纵深推进，千余名士兵排成松散的队形，形成五百米宽的正面搜索前进；舰队司令见守军的反击依然非常微弱，终于把悬着的心放回肚子里，命令炮火延伸射击，为陆军扫清前进的障碍，同时，登陆艇一波接一波朝海岸蜂拥而去，一千多米长的沙滩上很快就堆满了物资、人员和装备，乱哄哄闹成一片。
登陆的日军前进不到五百米远，金门守军指挥官就下达阻击命令，两个步兵营快速从深埋在地底的坑道里面钻出来，然后疯狂挥动工兵铲，在已经被燃烧弹炙烤得滚烫松软的地面上构筑简易的工事，迅速架设好轻重机枪，猛烈扫射前面的日军。与此同时，隐蔽在半山腰坚固掩体里面的炮兵群突然开火，根据事先测算好的数据，铺天盖地的炮弹准确地覆盖了日军的滩头阵地，简易的工事在最初的几分钟内就被摧毁殆尽，紧接着，堆积在滩头的弹药箱又接连被炮击引爆，爆发出更加猛烈的爆炸声，把海滩完全笼罩在硝烟和烈火之中，一时间，日军被完全压制在滩头，伤亡惨重，再也无法前进半步。
日军步兵在军官声嘶力竭的叫喊声中卧倒在地，利用弹坑和碎石的掩护全力反击，少数悍勇的士兵一边射击一边迂回前进，逐步向守军阵地靠近。此时，舰队司令已经发现登陆部队的处境非常不利，立即命令舰炮全力支援，同时要求轰炸机再次出动，轰炸暴露出来的炮兵阵地。
日军舰队的几十门口径超过127毫米的重型火炮连续轰击守军防线，给了登陆部队以极其有力的支援——此次登陆，日军为每个大队都配有舰炮火力控制组，以便能够及时召唤舰炮火力的支援，而空中的校射飞机也发挥了巨大作用，准确测定守军火炮的位置，再引导舰炮进行攻击。
在重磅炸弹和大口径炮弹的凶猛攻击下，坚固的混凝土、花岗岩一层层剥落开去，最后轰然倒塌，把里面的大炮暴露出来，随即被接踵而来的准确炮击彻底摧毁。随着火炮数量锐减，守军的炮火密集急剧下降，原本压制在滩头阵地前沿的日军立即嚎叫着开始冲锋，部署在日军身后的轻重机枪、枪榴弹和匆忙运送上岸的各种轻型火炮同时开火，打得守军阵地前面砂石飞溅、烟尘四起。与此同时，守军的轻重机枪也愤怒地吼叫着，无数子弹从已经打得通红的枪管里面喷射而出，在地面上编织成绵密的火网，把陷入其中的肉体绞成碎片。
日军仿佛发了疯一样，全然不顾巨大的牺牲，死命往前冲，倒下一批，随即又冲上一批，很快就在守军阵地前沿堆积起厚厚的尸体，沾满血污的步枪胡乱丢弃在尸山血海之中，原本雪亮的刀锋在西斜的阳光下散发出奇怪的红色，仿佛昭示着接下来的战斗将更加残酷！
几尺高的尸体不但遮挡住射手的视线，也挡住了子弹，日军很快就利用同伴尸体的掩护推进到距离守军战壕不足五十米远的地方，这时候，攻守双方不约而同开始使用手榴弹进行攻击——日军的甜瓜手榴弹和国军的长柄手榴弹接连从阵地上飞过，一次都是几十颗，密密麻麻布满了阵地的每个角落，爆炸掀起的气浪和硝烟迅速弥漫起来，能见度急剧降低，双方只能依靠自己的直觉继续攻击。
日军指挥官看到前面陷入混战，立即把刚刚上岸的部队投入战场，很快就占据了绝对的兵力优势，然后从左右两翼实施迂回攻击，紧接着，舰队司令官又抽调两艘驱逐舰为步兵提供火力支援，炮火的强度大为增强。
在日军越来越凶猛的攻击下，守军的伤亡迅速增加，防线出现很多漏洞，不得不沿着交通壕且战且退，向太武山脚下的预设阵地撤退。实施两翼迂回的日军见此情景，急忙奋起直追，妄图切断守军退路，没想到却闯入雷区，最前面的几十名士兵接连踩响十几颗地雷，沉闷的爆炸声带起一片片血雨和一块块碎肉，被炸掉腿的士兵在沾满血迹的地面上抽搐哀号，吓得后面的日军再也不敢贸然前进，最终只能眼睁睁地看着中国军队从容撤退。
日军经过整日激烈战斗，以战死八百二十人，负伤近两千人的代价把战线向前推进了1500米远，逼近到守军防御体系的核心地区太武山；守军的一个步兵营阵亡一百三十余人，生还者几乎个个带伤，如果不是防弹衣的保护，整个步兵营也许要全军覆没。
由于天色渐暗，日军被迫停止进攻，准备利用夜晚的时间进行战地休整，巩固防线。然而，日军航母刚刚把轰炸机收回机库，从九龙江口就传来飞机发动机的嗡嗡声，紧接着，凄厉的警报声在联合舰队的上空响起，瞭望兵声嘶力竭的叫喊着：“空袭！”
