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15日黃昏，我軍發起攻取廈門的戰鬥。
如何攻取廈門？
葉飛斷定敵人反擊部隊集中在廈門島腰部。因此決定：首先渡海登陸強攻鼓浪嶼，造成敵人錯覺，調動敵人縱深機動部隊南援，這是佯攻方向；主攻方向則放在廈門島北部高崎。
首先渡海登陸佯攻鼓浪嶼，這是調動敵人很重要的一著棋。35年後，葉飛談起廈門之戰時說：“這是我又一次採取魯南突圍時使用一個師首先東進以調動敵人，然後主力突然向西突圍的戰法。當然，這是險著，我一生就用過這兩次。”
攻擊廈門的具體部署是：三十一軍的九十一師及九十三師一個加強團，擔任佯攻鼓浪嶼任務；二十九軍八十五師、八十六師和三十一軍九十二師，在集美強大炮兵群的火力支援下，從西、北、東北登船，採取多箭頭，在廈門北部高崎兩側30裡的正面登陸突破，301 奪取高崎灘頭陣地，然後向廈門繼續攻擊。同時，把二十八軍配置在大小嶝島、蓮河、圍頭沿海陣地，監視金門國民黨軍，並以炮火壓制金門進行牽制。
10月15日，進攻廈門的戰鬥從鼓浪嶼拉開序幕。
下午4 時30分，天氣由晴轉陰，東北風漸起，炮兵依原令提早30分鐘開始進行破壞射擊，但命中率不高。
18時，三十一軍兩個主攻團，即九十一師二七一團（濟南第二團）和九十三師二七七團4 個一梯隊營，揚帆鼓槳，從海滄灣、沙壇灣，魚貫而出，
逆風行舟，分別駛向鼓浪嶼。由於東北風越刮越猛，第三十一軍突擊船隊遇風受阻，航行不利。當船隊行至距岸200 米左右時，鼓浪嶼國民黨守軍開始以猛烈的火力攔阻。21時30分後，突擊船隊開始單船零星抵灘登陸。由於風浪大，部分船隻被風漂回，大部分船隻沒能在預定的突破口抵灘，整個登陸部隊在灘頭遭到重大損傷。23時後，九十一師組織3 個二梯隊營起渡，也因風浪太大，大部分被吹回，只有兩個排登陸上岸。儘管情況嚴重，突擊部隊幹部戰士仍奮力拼搏。在濟南戰役中榮獲“青年戰鬥模範班”稱號的二七一團一連八班，抵灘時遭敵火力嚴重殺傷，班長叢華滋高喊口號，帶領全班勇猛突擊上陸。副團長田軍帶領二連一個排單獨於鼓浪嶼西南面岩石下登陸後，連續炸開鹿砦、鐵絲網，突入灘頭地堡。九十一師炮兵二連政治指導員趙世堂在抵灘時，船隻被擊沉，他率領10餘名戰士強行涉水登陸，突入前沿陣地，直插日光巖西側制高點，最後只剩下他一人，仍然堅持戰鬥。
三十一軍的英勇頑強，造成了湯恩伯判斷錯誤，他誤以為鼓浪嶼是共軍主攻方向，立即將預備隊一個師投入鼓浪嶼，並將其控制於廈門腰部的機動部隊南調，這就造成了我軍從廈門北部登陸的有利時機。鼓浪嶼由於敵方的增援，戰鬥更加激烈了。登陸的戰士英勇頑強，面對強敵，毫不畏懼，直至全部壯烈捐軀，終於牽制了敵人，威懾了敵膽。戰士們灑滿鮮血的陣地，戰後命名為“英雄烈士山”。
就在第三十一軍一部強攻鼓浪嶼之後，擔任主攻廈門的第二十九軍兩個師，第三十一軍一個師的先頭部隊，於當晚12時，分別由北、西、東北登船起航。東北風對攻廈部隊十分有利，船隊順著強勁的東風，在茫茫夜色中箭似地駛向各自的預定登陸突破點，對高崎發起全線攻擊。
對高崎灘頭進攻，葉飛分三段進行。
在西段，三十一軍九十二師兩個營率先抵達預定登陸點石湖山、寨上。
由於這是一片寬約1000米的淤泥灘，又正逢落潮，淤泥陷沒膝蓋。國民黨守軍發覺後，用密集的火力封鎖。二七四團三營八連三排八班長崔金安在副連長、排長和七、九班長負傷的緊要關頭，挺身而出，指揮全排剩下的12名戰士，攻下山腰地堡，堅守陣地。苦戰4 小時，打退敵軍5 次反撲，在兄弟連隊策應下，奪取了山頭。戰後被授予“廈門登陸先鋒排”光榮稱號。至19日晨，九十二師有4個營勝利突破了石湖山、寨上一線，佔領了前沿陣地。
在中段，二十九軍八十五師從高崎和神山兩處同時撕開口子。高崎是扼守廈門島北部的重要卡口，國民黨軍在這裡重兵把守，自吹是“海上堡壘”。
但是，當二十九軍主攻部隊的船隊趁夜秘密地在高崎東側的白蓮尾、湖蓮一線抵灘，先頭班越過塹壕時，國民黨守軍才從酣睡中清醒過來。經激戰，16日晨6 時，“海上堡壘”土崩瓦解了。同時，另一主攻團也在高崎西側的神山前沿抵灘，隨即攻克神山。
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