一江山島位於台州灣外，中國浙江省東部沿海、浙江省台州市椒江口台州灣之東南方，台州列島北部，屬東磯列島。一江山島的地理位置十分重要，1949年蔣介石敗退臺灣後，利用這些島嶼作為護衛臺灣的屏障，反攻大陸的跳板，襲擾大陸的基地。
國民黨軍在佔據一江山島之後，在上面修建了密密麻麻的明暗碉堡100多座，四周的岩石上層層疊疊都是機槍發射孔。為了保衛一江山島，國民黨的國防部長俞大維還和美國軍事顧問一起專門對一江山島進行了防禦部署，配備守軍1100多人，並在島上配備了強大的火力體系。
1953年8月，原國民黨軍67軍中將軍長劉濂一剛到大陳島接任總指揮時，浙江東南沿海島嶼就已經裝備了美械一個主力師和6個突擊大隊，共有海軍艦艇10餘艘，總兵力達到了兩萬人。國民黨軍在這裡形成了以大陳島為核心，一江山島為外圍的海上防禦體系。
蔣介石對一江山島的重要性很清楚，他曾提出了“保衛臺灣，必先保大陳。要守住大陳，必確保一江山島”的口號，蔣介石還曾親自到一江山島視察，蔣介石的兒子蔣經國也曾在俞大維的陪同下巡視過該島。
對於一江山島，大陳島的解放問題，早在1951年張愛萍擔任華東軍區參謀長的時候就考慮過，張愛萍還進行過反覆研究和實地勘察，將成熟的作戰方案交給了華東軍區司令員陳毅。但當時抗美援朝戰爭還在激烈地進行著，這一行動方案被擱置了。
但是朝鮮停戰之後，這項計劃又被提了出來。在一次會議上，朱德首先提出：“我認為東南沿海的問題可以分兩步走，首先是清理門戶，也就是把沿海那些還被國民黨佔領的島嶼解放過來，把我們的門戶打掃乾淨。這樣，既解除了我東南沿海的威脅，也砍掉了臺灣的手腳，使我們下一步解放臺灣時沒有後顧之憂。”
華東軍區司令員陳毅提議說：“我認為清理門戶，可以從大陳島開始，他是浙江東南沿海島嶼國民黨守軍的指揮中心和防禦核心。攻克大陳島就能擊中敵人要害，浙江東南沿海其他島嶼就有可能不戰而克，這樣我軍可以用較小的代價換取較大的勝利。”
大陳島確實是當時新中國的心腹之患，從上海開往鎮江，廈門的船隻都要經過大陳島水道，但是由於大陳島被國民黨軍佔領，所以新中國的南北海上航運通道被截斷。以大陳島為基地的國民黨海軍艦隊，對長江口，杭州灣航運造成了巨大的威脅。
1954年8月，彭德懷召開了解放浙閩沿海島嶼作戰會議，解放軍總參謀長粟裕，作戰部部長張震，鐵道部部長呂正操，海軍副司令方強，空軍副司令王秉璋參加了會議，並聽取了華東軍區參謀長張愛萍關於解放大陳島戰役方案的彙報，併成立了浙東前線指揮部，張愛萍擔任浙東前線指揮部司令員兼政委。張愛萍還很快做出了先打一江山島，再打大陳島的作戰方案。
戰役之前，張愛萍調集了陸軍四個加強營共3600人，其中還包括兩個122榴彈炮營，一個76.2毫米野炮營，兩個75山炮連，兩個120迫擊炮連，共有119門各型火炮。空軍和海軍航空兵方面共出動184架飛機，海軍共出動184艘各型艦艇。
這是解放軍歷史上第一次陸海空聯合作戰，共涉及海陸空三個軍種，17個兵種，28個戰術群。張愛萍還讓華東軍區後勤部門從倉庫裡翻出來120具解放戰爭期間繳獲的美式噴火器，這些老舊不堪的噴火器經過修理，組成了一個噴火連。為了偵查敵軍的情況，空軍先後組織航空拍照偵查17批60架次，發現地堡94個，各種火炮19門，其中山炮兩門，戰防炮3門，迫擊炮14門，這些火炮的陣地都被標註的清清楚楚。
為了偵查得更清楚，20軍副軍長黃朝天，60師參謀長王坤，偵查科長潘天壽一行12人，化妝成漁民登上漁船，混在漁船群中對島上敵情進行了抵近偵察。20軍副軍長黃朝天一直行進到一江山島附近，端著望遠鏡認真觀察一江山島上的地形地貌。
1955年1月16日，第60師所屬工程兵在頭門山三島修建了各種隱蔽部，隱蔽所438個，炮兵陣地5個，魚雷快艇臨時基地兩處，交通壕380米，滿足了作戰的需要。此次聯合作戰的指揮所就設在頭門山。登陸部隊也都集結帶兵，空軍轟炸機，殲擊機分別在筧橋機場，寧波機場，嘉興機場集結待命。
17日凌晨，張愛萍和指揮部人員到達頭門山，但是總參謀部卻打來電話，表示1月18日發動一江山島戰役為時過早，如果進攻受挫會造成不好的影響，可以考慮推遲，甚至推遲到2月，3月份都可以。
張愛萍急得直接給分管作戰的總參謀部陳賡副總長打電話，表示戰役發起時間不能改變，現在就是最好的時機，陳賡看他勢在必奪，表示同意，之後毛主席，彭德懷也都表示同意張愛萍的主張。
張愛萍到達頭門山指揮所時，海上的風力不斷沒有減弱，反而更大了，他找到氣象科長徐傑，問他是怎麼回事，徐傑信心滿滿的回答：“首長請放心，我敢保證，這是陣風，明天一定是風平浪靜。”張愛萍聽了後海上十分緊張，整整一夜沒睡，他和一些參謀人員乘坐著炮艇四處巡查，確保戰前準備萬無一失。
1月18日凌晨，颳了一夜的大風終於停了，海面上風平浪靜，張愛萍十分高興，立刻下達作戰命令。首先是空軍和海軍航空兵的27架轟炸機，24架伊爾-10強擊機，12架拉-11戰鬥組成的混合編隊，對一江山島進行火力打擊。之後頭門山島的55門大炮組成的炮兵群，也開始對一江山島進行地毯式的轟炸，一江山島上硝煙滾滾，鬼谷狼嚎。
空軍進行轟炸的同時，由38艘護衛艦，炮艇，船載火箭炮組成的一支編隊靠近一江山島，從海上對敵人陣地進行轟炸。最後3600名登島官兵乘坐138艘登陸艇，分成三個方向向一江山島挺進。空軍再次出動幾十架米格15戰機進行空中警戒，防止國民黨空軍支援。
搶灘登陸的風險是最大的，傷亡也不小，衝在最前面的212登陸艇由於前大門放得過早，艇內進水，影響陸軍部隊的衝鋒動作，還沒有上岸就遭到了敵人的瘋狂射擊。該艇還沒有上岸，11人就有7人犧牲。緊跟在後面的203艇損失也很大，也是還沒有登陸，就有三名官兵犧牲，其中還包括一名指導員。
在摧毀敵人碉堡的戰鬥中，解放軍的噴火兵發揮了巨大作用，在炮彈無法精準命中的情況下，還是噴火兵把敵人逼了出來。張愛萍也一直在望遠鏡裡觀察著戰況，指揮強擊機不停地對敵人陣地進行轟炸，並讓海上艦炮封鎖敵人的火力點，這才為陸軍攻破敵軍陣地掃清了障礙。
經過數小時的激戰，解放軍共斃俘國民黨軍1086人，擊沉軍艦3艘、擊傷4艘，人民解放軍陣亡393人。一江山島解放後，大陳島已完全暴露在人民解放軍的攻擊範圍之內。蔣介石立刻安排大陳島守軍，2月7日，美國第七艦隊出動132艘艦艇，5000餘架飛機，4.8萬名海空人員，協助國民黨大陳島守軍撤離，我軍隨即收復了大陳島。
