在第31军攻打同安、角尾。漳州、石码的同时，第29军也发起了对沃头、刘五店、集美的攻击。
集美，是著名爱国华侨陈嘉庚出资修建的美丽壮观的教育村，在国内教育界和海外华侨中享有很高的声誉。为保护好集美，上级规定，攻击时要避免使用大炮。攻击部队遵循这一指示，只用轻武器与敌激战。国民党军的一个团利用集美镇北面的高地和镇内的建筑群，构成支撑点式的防御体系，用猛烈的火力阻止我军前进。第253 团指战员只能使用手中的步兵轻武器逐个消灭敌军的支撑点，一时进展缓慢，伤亡较大。经两昼夜的激烈战斗，于23日拂晓前全部扫清了集美外围之敌。待15时发起攻击时国民党军已全部弃阵逃向厦门。第253 团进占集美，其建筑群完好无损。第85师立即发出布告，要求部队指战员爱护学校的一砖一瓦、一草一木。集美这一闻名海内外的教育村就这样在战火中得到保全。
9 月19日，第31军91师进至灌口、角尾地区，部署攻击嵩屿战斗。
活跃在闽西南的闽粤赣游击纵队，积极配合主力部队作战，在嵩屿战斗结束之前，相继解放了平和、漳浦、云霄、诏安等县城，扫清了闽西南地区的国民党军残部。闽粤赣游击纵队坚持武装斗争20余年，这时发展到7000余人。司令员刘永生、政委魏金水、副司令员刘坚、副政委朱曼平率部与三野会师后，分别受福建军区和广东军区领导。
在闽粤赣，刘永生是个传奇人物，广为人知，老百姓给他编了不少故事，而且越传越奇。刘永生，福建上杭人，1927年参加闽西农民运动，1928年加入中国共产党，参加了著名的金砂暴动。此后，一直留在闽西南坚持斗争。会师后，刘永生调任第10兵团兼福建军区副司令员。
在刘永生率领的闽粤赣纵队配合下，第10兵团胜利完成漳厦金战役第一阶段的作战任务，控制了以漳州为中心的闽南和闽西南地区的全部大陆阵地，形成了对厦门、金门国民党三面包围的态势。
国民党军丢失了外围阵地，惊恐万状。为了固守厦门和金门，急速调整部署，抓紧时间突击抢修工事。敌人虽在拼命地作固守准备，但其恐慌动摇的心理十分明显，甚至把军以上的各指挥机关都移到了军舰上。
当时，部队的指战员大都生长在内陆地区，不少人不懂水性，不了解海情。为了攻打厦门，必须首先掌握渡海作战的战术技术。广大指战员冒着敌人飞机炮火的袭击，抓紧时间刻苦训练，自觉加大难度，增加训练时间，很快闯过晕船呕吐关。与此同时，抽调大批人员进行水手训练，解决船工不足的问题。为了练好抢滩登陆的战术动作，他们选择最复杂的地形，设置多变的敌情，进行反复演练。
征集足够数量的船只、船工，是渡海登陆作战的重要保障。由于我军严格遵守群众纪律，处处维护群众利益，为群众做好事、办实事，救济贫苦渔民，慰问在敌机轰炸中死难人员的亲属，使人民群众亲身感受到解放军是自己的队伍。龙溪县（今龙海县）角美乡石美村54岁的渔婆张锦娘，深明大义。当时规定只征集年壮的男人当船工，可她坚持参加支前。她说：“男人可以为国家服务，女人难道就不可以吗？”还说：“解放军解放福建，每人都有责任，我年纪虽老，但可以划船，所以我要参加是应该的。”在她反复坚持下，领导准予她参加组训。在她的影响下，其丈夫以及三个儿子都参加了，还拿出最好的三条船。在短短的时间内，我军先后在石码、同安、南安、晋江沿海一带征集到木船630 余艘、船工1600余人，并制作了大量简易的救生器材。
10月11日，三野电示第10兵团：为防止敌人逃跑，最好同时攻打厦门、金门，但要从敌我双方实际情况考虑，以五个师攻打厦门有把握，同时以两个师攻打金门是否有把握？如条件成熟，可同时发动攻击。否则，以一部分兵力钳制金门，首先攻打厦门。此案比较稳当，究竟怎么打，由你们依实际情况自行决定。总之，要充分准备，在有把握的情况下发起战斗。
接到上级的电报后，第10兵团全面检查了渡海作战的准备工作，感到攻击金门的条件尚不具备，遂决定先取厦门，后占金门。
厦门岛东与金门隔海相望，西、南、北三面被大陆环绕，最近处与大陆仅相隔一海里，面积128 平方公里。该岛东南部多山，北半部为丘陵，沿海岸地势开阔。国民党军以北半部为防御重点，配置了第55军的两个师，其中齐装满员的第74师，位于岛西北部的东渡、石湖山、高崎、钟宅一带；181 师位于岛东北部的坂美。五通道；第29师两个团防守鼓浪屿，该师另一个团和要塞守备部队驻守厦门市区；第5 军第166 师防守岛东南部的石胃头。敌军在岛上构筑了以钢筋混凝土永备工事为骨干，以野战工事和障碍物相结合的多层次的坚固防御体系。岛上有坦克、雷达、大口径火炮，并有海、空军支援，形成要塞式环形防御体系。为了给退守厦门的残兵败将打气，10月8 日，蒋介石率国民党军政首脑多人抵厦门巡视。汤恩伯等人则吹嘘厦门防御“固若金汤”。
如何攻取厦门？叶飞司令员针对敌人反击部队集中在厦门岛腰部，确定：渡海登陆先佯攻鼓浪屿，造成敌人错觉，调动敌人纵深机动部队南援；主攻方向则放在厦门岛北部高崎。强攻鼓浪屿，这是调动敌人很重要的一着棋。35年后，叶飞谈起厦门之战时说：“这是我又一次采取鲁南突围时使用一个师首先东进以调动敌人，然后主力突然向西突围的战法。当然，这是险着，我一生就用过这两次。”
鼓浪屿风景优美，如诗如画，素有“海上花园”之称，是弹丸之地。鸦片战争后，帝国主义列强纷至沓来，争相在这里划租界、开洋行。建教堂、设领事馆，成了“万国租界”。国民党军先以两个团的兵力防守该岛，后又增加一个团，总兵力达5000余人。
10月15日，第31军首先对鼓浪屿发起攻击。15时40分，开始实施炮火准备。18时，第一梯队内的第271 、277 团各两个营的船队分别由海沧和海澄（今属龙海县）河滩启航，分两路向鼓浪屿的西南部进发。不久，东南风突然转为东北风，越刮越猛。船队在汹涌的波浪中顶风行进，有的桅杆被折断，有的帆篷被刮破。支前船工与战士密切配合，搏风击浪，奋勇向前。当距岸150 米时，敌军以猛烈炮火拦阻，船工和战士们毫不畏惧，奋力划桨前进。带着自家三条船和五口人参战的50多岁的船工张锦娘，不顾丈夫和小儿子中弹倒下，接过船舵，掌握航向，鼓励战士们奋力划船，奋勇杀敌。最后一家五人全部壮烈牺牲，谱写了壮丽的凯歌。
21时30分后，突击船队的少数船只开始零星抵滩，大多数船只因风浪太大而未能在预定突破口靠岸，有的甚至还被吹回来。敌前沿火力点进行疯狂扫射，第一梯队登陆部队在滩头遭受重大损失，仅七个排进入敌前沿阵地。
船靠岸了，勇士们纵身跳上了滩。七班的黄有山抱着炸药包向铁丝网猛扑过去，一声巨响，铁丝网被炸开了大口子。黄有山接着连续爆破，三包炸药驱走了当面钢筋水泥地堡里的敌人。在济南战役中荣获“青年战斗模范班”称号的第271 团一连八班，抵滩时遭敌人火力严重杀伤，班长丛华滋高呼：“同志们！我们是英雄部队，哪怕只剩下一个，也得打上鼓浪屿！”
23时，第91师组织二梯队三个营起渡，皆因风浪太大而未能成功。这时，战斗在鼓浪屿的部队得不到后续部队的增援，处境越来越困难。16日12时，第31军命令第91师暂停攻击，总结经验，准备再战。战士们英勇顽强的战斗，使汤恩伯产生了错误的判断。他误认为鼓浪屿是我军的主攻方向，立即将他掌握的预备队一个师投入鼓浪屿，包围了我军登陆部队，并将其控制厦门腰部的机动部队南调。我攻上鼓浪屿的战士，吸引了大量敌军，个个都是英雄好汉，顽强战斗，直至全部壮烈捐躯。他们洒满鲜血的阵地，战后被命名为“英雄壮烈山”。
厦门北部北半岛，离大陆最近，海上航程短，且便于大部队行动，但沿岸多泥滩陡壁，不便登陆。敌第74师5000余人配属火炮、坦克、装甲车在此守备。但是，由于海岸线长，其兵力部署、阵地编成和火力配系上都存在许多弱点。第10兵团根据这些情况，决心在强攻鼓浪屿的同时，集中绝对优势兵力分西、中、东三路偷袭北半岛。炮兵组成三个火力群，待步兵行动被发现时，掩护其强行登陆。
10月15日夜，在鼓浪屿战斗打响后，攻打厦门北半岛的部队分乘大小250 余艘木船，顺着强劲的东北风开始了行动。西路的第力军92师于16日晨胜利突破石湖山、寨上一线，占领前沿阵地。中路的第85师从高崎、神山两处突击。高崎是厦门岛北部的重要卡口，国民党设重兵把守，自诩是“海上堡垒”。在攻击高崎的同时，第85师255 团在敌两个团的接合部神山前沿顺利登陆后，即向神山发起攻击。经过一场顽强的短兵相接的激烈战斗，英雄们完全歼灭了敌人，攻克了神山，五星红旗在神山顶上迎风招展。东路的第86师于钟宅、下马一线登陆。
至16日中午，第10兵团的突击部队全线突破了北半岛的一线防御，并建立了稳固的登陆场。如此迅速地攻占了北半岛，大出敌人的预料。被俘的敌74师中将师长李益智感慨道：“没有想到你们会从石湖山攻上来，从来没有这样打厦门的。据说：1841年，英军进犯厦门是从波坡尾一线登陆；1938年，日军是从五通道、浦口一线登陆侵占厦门；而解放军却选择钟宅至石湖山多泥滩多陡岸地段作为主攻方向，你们真是棋高一着。”
北半岛胜利突破，极大地鼓舞了第10兵团指