在福州等閩北、閩東等地基本穩定下來後，解放軍決定發動漳廈金戰役，初步決定，第一階段攻克漳州，第二階段攻克廈門和金門。

29軍於9月11日攻占湄州島。9月14日28軍攻占大練島。9月16日夜，解放軍第28軍一次性渡海3個師9個團向平潭島發起攻擊，至16日攻克平潭島，殲滅守軍第74軍、第73軍8000餘人。同時，第29軍一部攻占了南日島。平潭島與南日島戰鬥掃清了第十兵團主力南下閩南作戰的瀕海交通補給線。

9月18日，開始第一階段的漳州戰役。解放軍第31軍第一梯隊的第93師、第92師由南安、安溪兵分兩路向漳州進軍，第29軍由泉州向澳頭、集美地區進軍。19日，第93師主力占領同安，第279團搶占了江東橋，漳州守軍第68軍當天下午棄城向東南撤逃。20日凌晨，由漳州棄城東逃的國軍第68軍軍部及所屬81師在石碼鎮等船逃往廈門，遭到解放軍第275團3營追擊突襲，國軍第68軍參謀長張星伯被迫率部投降。至25日，第29軍攻占了海澄、港尾、嵩嶼、集美、澳頭等地。第10兵團的漳州戰役共殲敵2萬3千餘人，基本肅清了福建陸上的國軍。

10月9日夜解放軍第29軍87師259團加強28軍84師251團第2營發起大嶝島登陸戰，至10日晚，全殲守軍，奪占該島。11日夜，28軍84師251團乘勝攻占小嶝島。15日，28軍82師245團攻占角嶼。共計殲滅國軍25軍40師118團、119團，後增援18軍11師31團共計三個多團，完成了進攻廈門的前期掃清外圍任務。

1949年10月15日，解放軍第31軍及第29軍2個師的兵力正式發起廈門戰役，其中第一梯隊渡海7個團。解放軍決定以第91師並加強第93師第277團分兩路從鼓浪嶼西部和西南突出部登，得手後繼向廈門島攻擊；以第92師在廈門島西北之石湖山至寨上地段突擊上陸，會同29軍主力攻占北半島，爾後向南半島進攻；以第93師279團為軍預備隊，第278團守備龍海縣島美地區，保障九龍江西側翼安全。

廈門島守軍為湯恩伯所屬的劉汝明第8兵團部、曹福林第55軍全部、第22兵團第5軍第166師及從漳州方向逃來的68軍餘部，總兵力3萬餘人。

防禦部署為：以齊裝滿員的第74師守廈門北半島東渡至鍾宅一帶；以第181師守東面的坂美至何厝一線；以第29師第87團和要塞守備總隊守廈門市區；以第29師第85、第86團兩個團守鼓浪嶼；以第5軍第166師和第68軍殘部位於東南部之石胃頭、胡里地區。

湯恩伯採納了日本顧問根本博（化名「林保源」）提出的「重金輕廈」方案，認為廈門地理上處於閩南陸地的三面包圍之中，有二十萬人口，補給供應負擔極大，不利於持久堅守；而金門地理上距離大陸相對較遠，人口少，易於建成軍事基地。

湯恩伯據此建議將指揮機構先行撤至小金門，湯恩伯本人駐「錫麟」號輪船在金廈之間機動，以主力嫡系第5軍守小金門島，經過台灣整訓後增援金廈的主力部隊第201師、第25軍、戰車一營等增援金門島，僅把未經整訓的原西北軍劉汝明、曹福林第55軍雜牌部隊守衛廈門島。這也總成了葉飛誤認為國軍即將自廈門島撤逃。

廈門戰役由10月15日晚解放軍第31軍第91師加強第277團進攻鼓浪嶼拉開序幕。進攻鼓浪嶼，是為了迷惑國軍，使之誤判解放軍進攻目標。

10月15日下午15時40分，解放軍第91師炮兵對鼓浪嶼破壞性射擊，但命中率不高。18時，91師271團和93師277團各2個營開始分別從海滄港、海澄沙壇起渡向鼓浪嶼進發。船隊搖櫓到鼓浪嶼需要航渡數小時，當天又是東北風勁吹逆風搏浪，大部船隻被風浪衝散，有的斷桅破帆，有的被吹回原岸；只有少數船隻到達登陸地段，至據鼓浪嶼岸邊200米左右的時候，受到國軍猛烈的火力攔阻，解放軍與支前船工傷亡慘重。21時30分後，零星船隻開始抵灘登陸。解放軍個別小分隊突入灘頭前沿陣地後，援絕彈盡，大部犧牲。

因為鼓浪嶼的激烈戰鬥，湯恩伯被解放軍成功迷惑，判斷失誤，認為解放軍是要先攻占鼓浪嶼，然後從鼓浪嶼進攻廈門市區。於是，他將一個師投入鼓浪嶼，包圍了解放軍登陸部隊，同時他還將其控制於廈門腰部的機動部隊南調。之後，鼓浪嶼戰鬥更為激烈，登陸鼓浪嶼的解放軍最後以幾乎全部陣亡的代價牽制住了國軍，支援了解放軍對廈門島的登陸作戰。

15日23時後，第91師第二梯隊的第273團3個營出發起渡，同樣因為風浪大的原因，大部分船隻漂回，只有兩個排登陸上岸。16日12時，31軍命令91師暫停攻擊，總結經驗教訓，準備再戰。強攻鼓浪嶼雖然失利，但卻牽制了廈門島腰部的國軍機動部隊，為在北半島登陸創造了有利條件。

就在解放軍開始強攻鼓浪嶼之後，解放軍29軍兩個師、31軍一個師組成的先頭登陸部隊於中午12時分別由北、西、東北三個方向起航，開始進攻廈門島。當夜強勁的東北風對解放軍在廈門島北部登陸是極為有利的。

西段，15日19時解放軍第92師第一梯隊的3個營由鰲冠、郭厝起航，向石湖山、寨上偷渡。20時許先頭部隊抵灘，恰逢落潮，僅有最前頭的幾條船的幾個排成功上岸，其餘的大部船隻在距岸近千米的陷膝蓋的淤泥灘上擱淺。守軍發現後在探照燈照射下對船隊進行瘋狂射擊。16日3時許，274團1營在寨上突出部登陸突破，該團2營一部也在寨上薛厝之間登陸成功。至16日晨，92師上岸的4個營突破石湖山、寨上一線，占領前沿陣地。

中段，第29軍第85師第一梯隊2個團在集美東北海灣登船。第255團第1、第2營於15日20時起渡，20時40分在神山抵灘。國軍重兵防守此處，但由於解放軍是乘夜進攻，國軍沒有發覺，解放軍下船後通過800米泥灘，22時攻占神山、隨後攻克殿前，策應右鄰92師通過灘涂泥潭在寨上等地上岸。第255團的第二梯隊的第3營因遭守軍攔阻射擊，擱淺於高崎西側海灘，就地強行登陸，22時攻占埔仔，隨後攻克坑園山。第85師第254團於15日20時45分起渡，21時許於高崎東側俄白蓮尾、湖蓮一線抵灘，先頭班越過塹壕時，守軍才察覺，至22時30分，攻占了白蓮尾、尤厝、陳厝、王厝一帶。繼向縱深和兩側發展，於16日7時攻克被守軍稱為「海上堡壘」的堅固設防的高崎，全殲高崎、坑園山、陳厝守軍。該團7連攀登10米高的陡壁，一舉奪占高崎機場，天亮後擊退了數倍於已的國軍的反擊，迫使其丟下1架運輸機和幾輛被炸壞的坦克逃走。

東段，86師第一梯隊的第256團由劉五店、澳頭起航，第1、3營和256團指揮所於19時50分抵達鍾宅、下馬一線預定岸灘，這裡多陡壁，經人工削修，高達三四丈。因此國軍根本沒想到解放軍會從這裡登陸。解放軍上岸部隊兩個營在夜色掩護下，順利登上陡壁。隨後，第1營向鍾宅進攻，第3營向下馬、墩上進攻。天亮後，守軍2個營在坦克引導下進行反擊，256團第1營被迫退出鍾宅；後在第二梯隊的配合下，該營又奪回了鍾宅。解放軍第86師第一梯隊的另2個營因受風浪影響，未能按指定的登陸點上陸。第257團第2營被衝到草鞋嶼擱淺。第256團第2營則被衝散到五通道一帶上陸，其中一部於坂美附近抵灘，上陸後遭到守軍火力夾擊，傷亡很大。

16日凌晨，解放軍已經全面突破的國軍廈門北半島的防禦。解放軍迅速向周圍擴張，在沿岸建立起穩固的登陸場，至16日上午9時，北半島登陸完全成功。後續起渡解放軍陸續在高崎登陸、集結。上午11時，湯恩伯把原駐廈門島腰部、已增援鼓浪嶼的機動部隊北調到高崎反擊，被解放軍一舉擊潰，解放軍軍即由高崎向廈門本島腰部追擊。 至16日中午，31軍攻占湖裡、塘邊，29軍攻占園山、枋湖，基本控制了北半島，鞏固、擴大了登陸場，後續部隊源源上陸。

16日下午，解放軍推進到島腰的仙洞山、松柏山、圓山和薛嶺山一線。 湯恩伯和8兵團司令官劉汝明收羅餘部、調動機動部隊向廈門島的腰部松柏山、園山、薛嶺山、仙洞山一帶解放軍發起反擊。其中，攻占松柏山的解放軍第92師第274團第1營和第2營一部，施放煙幕迷盲對地轟炸的國軍飛機，以頑強地近戰打退國軍1個團兵力在飛機轟炸掩護下的5次進攻，第222團團長陣亡；國軍又出動6輛十輪卡車運載毛森的廈門警備司令部特務營向松柏山增援，解放軍第274團以突然猛烈火力將進入山口的國軍特務營打垮。

16日黃昏，國軍向北反撲的計劃徹底失敗，動搖了固守廈門的決心，湯恩伯急呼台灣派艦艇接應，各部開始向東南岸之黃厝、曾厝垵一帶撤退，準備下海逃走。16日入夜後，解放軍10兵團首長查明情況後即令各部大膽穿插分割，追殲逃軍。29軍主力分路直插雲頂岩、自來水廠、廈大和石胃頭、黃厝、曾厝垵，當晚至次晨於文灶、南普陀、黃厝殲滅國軍各一部。

31軍92師向市區挺進，並向東追擊，於碧雲寺西街口、胡里山附近各殲逃軍3000餘人。第91師第273團第2、第3營從廈門市區南部登陸，策應92師行動；其中第一梯隊的第2營2個連於17日晨順利登陸，並突入市區，俘獲國軍400餘人。解放軍第91師第272團第2營於鼓浪嶼西北端登陸，來不及逃往金門島的1428人投降，鼓浪嶼解放。

10月17日上午9時，解放軍二七四團三營和二七五團一營將企圖下海撤逃的國軍壓縮在廈門島南端的白石炮台附近，上午11時，逃至塔頭、白石炮台附近的國軍第74師師長李益智率部投降，廈門全島解放。國軍除高級將領及166師大部逃往小金門島外，其餘2.7萬人被殲。

歷史影響：

廈門戰役，解放軍殲滅國軍2萬7千餘人，解放軍共傷亡8000餘人，這是解放軍一次成功的渡海登陸作戰。

廈門戰役對共軍的教訓是航渡和搶灘階段掌握部隊困難，船隻被風吹散、船隊進攻隊型混亂、登陸地點不當、突擊隊抵灘後難以上岸、登陸現場指揮困難、登陸部隊與陸地的通訊聯絡中斷，擔任主攻的七個團除了271團團長以外其餘六個團的團長都沒能夠隨第一梯隊各營上岸，部隊的傷亡主要發生在登陸上岸之前。

隨後的攻取金門吸取了廈門戰役的經驗教訓，戰鬥表現很大改觀：船隊均安全、準確在預定地點搶灘，只有自蓮河出發的第244團第2營船隊因誤跟了251團船隊而向西偏航，未在預定地點而是在251團和253團之間登陸、人員成功登岸、帶隊的團幹部與第一梯隊各營一起登陸、與陸上指揮部的無線電通信始終保持著聯繫，部隊登陸時的數量和戰鬥力也基本保持完整。但金門戰役的問題出在登陸部隊向縱深展開猛攻之後。時任國軍第19軍軍長的劉雲瀚在回憶錄《紀金門古寧頭之役》中，就金門戰役國軍防禦檢討的第一條即是：水際戰鬥收效不大。

由於韓戰的爆發，中央軍委解除了福建前線再攻金門的作戰任務，國共金廈對峙的局面初步確定。