1958年8月23日至10月25日之間，毛澤東發動第二次臺海危機。8月23日，中國人民解放軍對駐守金門和馬祖的中華民國國軍發動榴彈砲突擊，在四十四天內向金門射擊砲彈近50萬發，並企圖封鎖海運線，圍困金門。在砲戰初期，國軍猝不及防，傷亡慘重，但隨著戰事持續，逐漸恢復戰力，雙方多次戰鬥，互有勝負。9月22日，美國支援的八吋大口徑巨砲運抵金門，國軍反擊力量大增。美國還緊急運送AIM-9響尾蛇飛彈給中華民國空軍，擊退中國空軍的進攻，導致解放軍封鎖金門的企圖失敗。10月初，解放軍宣布放棄封鎖，改為「單打雙停（單日砲擊，雙日不砲擊）」，逐漸減少攻勢。中華人民共和國維持「單打雙停」，直到1979年1月1日，與美國建交後，才結束對金門和馬祖的砲擊。
事實上，1955年夏至1958年夏，中國不斷對臺澎金馬宣示主權，但臺灣決不放棄對外島的軍事防衛。美國透過美臺《共同防禦條約》承諾保衛臺澎，美國總統還得到國會授權可以動用美軍防衛臺灣海峽「相關陣地及領域」。同時，1954年臺海危機之後，中美大使級會談於1955年8月開始，到1957年底暫停，因為美方將其代表調職，並建議以較低層級的代表繼續會談，中方予以拒絕。雖然美國在1958年7月中已經提名新大使，但中國仍不同意復會。美國企圖透過大使級會談說服中國放棄對臺灣使用武力，但始終沒有成功。中國堅持，除非美國同意撤出臺澎金馬，否則不願討論其他項目。1957年11月15日，周恩來聲稱，如果美軍沒有撤出臺灣，而中華人民共和國放棄使用武力，就是承認美國在臺灣的地位。
1956年2月，蘇共總書記赫魯雪夫在蘇聯共產黨第二十次代表大會上發表秘密演說，痛批前總書記史達林。毛澤東認為赫魯雪夫批判史達林的行徑是「修正主義」。為了恢復蘇中團結，赫魯雪夫於1957年11月在莫斯科召集社會主義國家開會。毛澤東親自赴會；這是他一輩子第二次出國、也是最後一次出國。赫魯雪夫在會議中號召社會主義集團和資本主義世界「和平共處」。毛澤東卻大唱反調，號召社會主義集團武裝起來與帝國主義鬥爭。毛澤東宣稱現在「東風」已經壓倒「西風」，他宣布中國外交的目標是消滅西方帝國主義。到1958年秋天，中國和蘇聯為意識型態頻頻爭吵，毛澤東給赫魯雪夫出個難題：因為蘇中還是正式的同盟國，赫魯雪夫必須支持一個無關蘇聯戰略利益的路線；可是毛的路線會導致核子戰爭，卻是赫所不能接受的。
毛澤東要與赫魯雪夫爭奪共產世界的意識型態領導權，其戰略目標是向全球輸出中國式革命。毛澤東還刻意製造外部危機，以配合他在國內的意識型態運動。1958年夏天，毛澤東發動「大躍進」，宣佈中國式共產主義道路是獨特的、優於蘇聯的。他甚至宣佈中國經濟可在三年內超越英國、七年內趕上美國。毛澤東把外交政策視為國內政策的延伸，他也在1958年夏天強調「革命外交」。1958年8月，毛澤東認為美國陰謀搞「兩個中國」，因此決定解放金馬。在展開砲擊之前三周，毛澤東誘使赫魯雪夫到北京訪問，利用赫的訪問給外界製造一個印象，即赫魯雪夫支持他的新戰事。事實上，在中蘇會談時，毛澤東暗中在沿海地區動員解放軍部隊，卻根本沒向赫魯雪夫吐露他要解放外島的意向。危機過後，赫魯雪夫曾對毛澤東抱怨「如果你開火，你就要奪下這些島嶼；如果你認為不必要奪占這些島嶼，那就用不著開火。我實在不瞭解你這個政策。」
毛澤東發動1958年臺海危機的主要目的是挑戰赫魯雪夫「和平共處」政策以及赫在共產世界的領袖地位，臺灣只是他的一個藉口。1958年4月，赫魯雪夫提議和美國總統艾森豪進行蘇美高峰會議，毛澤東對此非常不高興，他覺得自己才是共產世界領袖，應該由他與艾森豪開會。毛澤東似乎認為，如果他把臺灣海峽推向核子戰爭邊緣，赫魯雪夫必須在「和平共處」政策和蘇中同盟關係之間做選擇，他可以因此破壞蘇美親善。在某種意義上，毛澤東成功了，中國對金馬展開砲擊後，蘇聯被迫為中國向美國發出核子威脅「如果美國要介入衝突，蘇聯將視攻擊中華人民共和國如同攻擊蘇聯」，使蘇聯和美國的關係緊繃。但毛澤東拒絕赫魯雪夫派「一個師的飛機」來中國幫忙，說「我們自己會解決問題」。中國對金馬的行動事先對蘇聯沒有任何交代，打亂了蘇聯對美外交，最終激怒赫魯雪夫，引發蘇中關係破裂，這是後來蘇聯取消對中國核援助的一個重要原因。
1958年7月中旬，中東形勢緊張，中華人民共和國以「聲援中東人民的反侵略鬥爭」為由，開始大量向福建沿海集中兵力，準備攻打金馬。1958年8月6日，中華民國國防部宣布「臺灣海峽局勢緊張，臺澎金馬地區進入緊急備戰狀態」。8月18日至20日，蔣介石緊急巡視金馬前線，他當時判斷，毛澤東的目的「仍以戰爭脅制美國退出臺灣海峽，清算中華民國，使其不僅進入聯合國，而且成為五大國之一的春夢，故其計劃仍以局部戰爭，掠取金門，馬祖為主旨，但亦不恤引起大戰，冒犯臺灣之準備，而其關鍵全在我金門戰鬥之勝負，為唯一樞機耳。」
8月23日，解放軍突然對金門進攻，砲擊一日數萬發。8月23日至9月18日，解放軍持續火力封鎖金門海運線，國軍則針對解放軍砲兵陣地展開反擊。蔣介石立即要求美國「一，確保臺灣海峽之安全，使臺，澎對外島之海運得以暢通。二，穩定金門馬祖局勢，阻止敵人瘋狂侵略行動。」美國國務卿杜勒斯因此公開警告中國，若中國圖謀奪取金門、馬祖，美將視為威脅和平。8月24日，美國舉行國家安全會議，軍方認為如果有需要，美軍可介入協助國軍防守金門和馬祖，防止解放軍海上封鎖。軍方要求「為了有效防禦這些島嶼，將要動用核子武器。」但艾森豪還在猶豫。此後，第七艦隊協助補給金馬，突破解放軍封鎖，並與國軍舉行一連串聯合演習。
9月4日，杜勒斯發表「新港聲明」，認為「中共進攻金、馬，即為進攻臺、澎的前奏。」艾森豪同時決定，如果危機升高，要對中國動用核子武器。面對美國的核子威脅，中國撤退，1958年9月6日，周恩來宣布北京的目標是恢復中美大使級會談，白宮立刻表示，美國駐華沙大使已經準備好恢復會談。赫魯雪夫這時卻寫信給艾森豪作核子威脅，艾森豪回信，決不在中國武力恫嚇下後退。9月15日，在華沙舉行的中美大使級會談上，中國代表王炳南提出「直接威脅廈門、福州兩海口的，為國民黨軍隊所占據的金門、馬祖等沿海島嶼，必須收復。如果國民黨軍隊願意主動地從這些島嶼撤走，中華人民共和國政府將不予追擊。」美國大使強調「美國對具有主權之盟友負有義務，今盟友領土遭受攻擊，美決不能接受任何涉及讓棄盟友領土之解決方案。」美國實際上主張中華民國是主權獨立國家，它的領土是臺澎金馬。中美雙方連續會談四次，毫無交集。
9月中旬，美軍支援國軍12門八吋砲到位後，國軍取得火力上的優勢，其影響所及，使中國在砲戰上轉為劣勢，無法再以砲戰封鎖金門。中國因此開始改變策略，9月中，周恩來讓香港新聞界要人曹聚仁向蔣經國傳達中共希望國共和談的五項條件。9月30日，蔣介石對此「甚嘆共匪對中美離間之技倆奇妙而毒辣，寒心極矣。」同日，杜勒斯在記者會上表示，若臺灣海峽能獲致靠得住的停火，美國將贊成國軍由外島撤退一部份。10月1日，艾森豪表示中華民國將眾多部隊布防在金門不是好辦法，但國軍不能在敵軍壓境的狀況下撤退。同日，蔣介石公開反對減少外島駐軍，他說中華民國並無接受美國建議的義務，國軍仍要堅決死守金馬。10月2日，蔣介石又召見美國大使，指責美國政府近日之言論實對金馬國軍打擊重大，這是蔣介石對周恩來和艾森豪的回應。10月初，臺海危機進入打打停停、半打半停的外交政治為主，軍事手段為輔的新階段。毛澤東考慮到政治上已有收穫，因此接連宣佈「停火一周」、「停火兩周」。
1958年10月21日，杜勒斯突然來臺灣與蔣介石磋商，他原本還想逼迫國軍自金馬撤離，沒想到中國卻在10月20日恢復對金門砲擊，使杜勒斯騎虎難下。蔣介石當面要求杜勒斯「予我以原子重砲，毀滅其砲兵陣地。」兩人交談三日，杜勒斯與蔣介石各讓一步，在臺北發表歷史性的《聯合公報》。在公報中，杜勒斯因「金馬與臺澎防務有密切關聯」而作公開協防承諾，同時警告中國不要再做出挑釁的動作；蔣介石則首次宣示「光復大陸主要武器為三民主義之實施，不憑藉武力為反攻復國之主要途逕」，實際上放棄武力反攻國策。
杜勒斯的外交策略是讓臺灣、中國雙方在外島降低軍事力量，他認為只要美國立場堅定，中國會改變看法。果然，《聯合公報》發表後的第三天，中國突然宣布對金門的濫轟狂炸將改為「單打、雙停」。1958年的臺海危機，從赫魯雪夫訪問北京開始，到杜勒斯訪問臺北結束，因為中華民國的堅定固守，迫使美國積極支援，導致中國「計窮力竭，破綻敗露，自動停火」。事實上，毛澤東在衡量局勢之後，不敢挑戰美國協防金馬的承諾，他對外宣稱，擔心杜勒斯逼蔣介石放棄外島，切斷臺灣和大陸的牽連。對他來說，藉由觸發危機、再停止危機，既達成逼迫美國恢復大使級會談的目標，又挑戰了赫魯雪夫的領導地位。此後，中華民國與中華人民共和國長期隔海分治，蔣介石雖在口頭上還不放棄「反攻大陸」，其實內心非常清楚這只是一句口號而已，而毛澤東發動兩次臺海危機卻不敢真正攻打金馬才是「兩個中國」長期存在的根本原因。
＊作者為牛津大學國際關係學博士
