叶飞接到总参谋部作战部长王尚荣的保密电话时，正在紧张动员组织部队、机关的人员帮助当地农民抗台抢险。他对于中央绕过军区司令韩先楚，让自己这个主要负责地方事务的省委书记兼第一政委来指挥如此重大的军事行动有些疑问。此时，在北京的福州军区副政治委员刘培善接过王尚荣的电话说：“是的，是毛主席决定要你指挥。”
叶飞接受命令后，立即召开省委会议，安排工作，决定让江一真替他主持省委日常工作，旋即又组织了前线指挥所。次日，叶飞率领军区副司令员张翼翔和副政委刘培善及前线指挥所参谋长张兼，由福州乘车奔厦门，迅速展开多项准备工作。
7月20日，叶飞根据中央军委的指示在厦门召开了作战会议，研究确定组成莲河和厦门地区两个炮兵群，分别负责打击大金门和小金门的国民党军。另外，在厦门、莲河地区组成一个高射炮兵群，各自保障本地区的空中安全。会后，各部队立即向集结地域开进，秘密展开。
当时，福建沿海地区气候还相当恶劣，狂风呼啸，大雨滂沱。由于山洪的冲击，主要公路、铁路多处塌方，有的桥梁折断，摩托化炮兵部队在运行中的困难可想而知。但是，“军令如山倒”，炮兵部队在工程兵部队、当地政府和人民群众的大力协助下，克服重重困难，昼夜兼程，向预定位置推进，并在风雨泥泞中抢修道路、构筑工事、搬运炮弹和开设观察所。24日，所有一切作战部署全部准备完毕。26日，参战的30个炮兵营全部进入阵地，做好了射击准备。
7月27日，叶飞收到北京的一份电报，内容是毛泽东致国防部长彭德怀、总参谋长黄克诚的信：
……睡不着觉，想了一下。打金门停止若干天似较适宜。目前不打，看一看形势。彼方换防不打，不换防也不打。等彼方无理进攻，再行反攻。中东解决，要有时间，我们是有时间的，何必急呢？暂时不打，总有打之一日。彼方如攻漳、汕、福州、杭州，那就最妙了。这个主意，你看如何？找几个同志议一议如何……如彼来攻，等几天，考虑明白，再作攻击。以上种种，是不是算得运筹帷幄之中，制敌千里之外，我战则克，较有把握呢？不打无把握之仗的原则，必须坚持。如你同意，将此信电告叶飞，过细考虑一下，以其意见见告。[75]
叶飞接到毛泽东的电示后，立即找来张翼翔、刘培善商议，觉得各项准备工作比较紧张，加之福建沿海遭受台风袭击，连续暴雨19天，冲毁大小桥梁43座，公路铁路塌方情况严重；部队在阴雨中昼夜作业，疲劳过度，疾病丛生；特别是空军部队进入福建前线的机场尚未完成，海军入闽部队尚在调动中，认为推迟炮击时间较为有利。于是，当即复电中央：根据前线情况，准备工作做得充分些再进行炮击，较有把握。
由于推迟炮击时间，福建前线总指挥部重新调整部署，周密安排火力，区分射击任务，对炮击的所有目标，都进行了现场交叉测量、观察、标识。前线指挥部再次征调三个炮兵师和一个坦克团入闽，并调集步兵和工程兵部队协助炮兵部队加紧构筑工事和抢修道路。截至8月23日，在预定作战区域内，有掩盖的地面炮兵工事构筑120多个，各种急造军用路纵横交错，密如蛛网。
为掌握福建前线的制空权，根据中央军委指示，空军司令员刘亚楼抽调歼击航空兵第1师第1团、第3团，第18师第54团，第9师第27团，第16师第46团和海军航空兵第4师第10团，从原驻地转场到福州、漳州和江西樟树等一二线机场。中央军委还将原志愿军空军司令员聂凤智调到福州军区任空军司令员。7月25日零时，聂凤智“到位”，驻进了设于晋江的指挥所。聂凤智命令部队隐蔽接敌，采取低空、分批、梯次推进、前后掩护的方法，神不知鬼不觉地向核心阵地移动。
29日，第一批航空兵抵达龙田、福州、汕头等第一线位置，蒋介石尚毫不知觉。11时，国民党空军第一大队少校副中队长刘景泉率领F-84G型战斗机四架，至厦门上空进行“正常”巡逻。人民解放军空军歼击航空兵第18师54团大队长赵德安立即率领四架米格-17歼击机，从汕头机场起飞迎击，在云下150米处集合编队后，迅速穿云上升，巧妙地接近目标。3号机飞行员高长吉首先进入攻击，开炮将敌刘景泉的僚机击落。刘景泉见状后立即大幅度急转下降，企图逃脱。正在他后边的人民解放军僚机飞行员张以林当即推下机头，在距离150米时连续开炮三次，将其击落。其余两架国民党战机，亦有一架被赵德安击伤。从双方接触到国民党战机脱离战场，前后激战三分钟，人民解放军取得了入闽、粤后首次空战的胜利。