空军首先出击，以４个轰炸机大队和３个强击机大队对一江山岛和大陈岛实施了第一轮轰炸，投弹约１２０吨。其后，２００多门火炮和火箭炮以７次间隙射击和５次急袭射击，向一江山岛倾泻了１．２万余发炮弹。
搭载着解放军登陆部队５０００多人的７０余艘登陆艇，在４０余艘作战舰艇、５１架战机的掩护下，浩浩荡荡开向一江山岛。
１３时３０分，我军又对一江山岛实施第二轮轰炸。与此同时，军舰也逼近到离岸３５００米处，直接轰击岛上的阵地和碉堡。
至此，一江山岛和大陈岛国民党军都是被动挨打而毫无反应。但在１３时５５分，大陈岛炮兵突然向我军登陆部队开火，但旋即遭到还击。很快，大陈岛守军停止炮击。
１４时２０分，解放军进攻部队在一江山岛登陆。在海、空军火力的掩护下，进攻部队仅３５分钟就抢占了一江山岛主峰，尔后迅速向纵深进攻。至１７时３０分，岛上守军大部被歼，指挥官王生明被击毙，副指挥官王辅弼被俘，战斗结束。
“今天再回望当年的一江山岛战役，仍然具有深远的历史意义。”郜耿豪认为，从一江山岛战役起，解放军开始击破国民党军残部在浙东沿海岛屿的防御体系，直至解放浙江全境。
