1958年9月7日和11日兩次炮擊後，國民黨見乞求美國護航已經不能達到預定目的，於是變換方式對金門實施補給，企圖在島上繼續堅持下去，並仍想利用金門問題把美國拖入中國內戰。美國在對新中國進行軍事訛詐未收到效果的情況下，開始實行脫身政策，企圖壓迫蔣介石放棄金門、馬祖，進而造成台灣和大陸在政治上的徹底分離。針對不斷變化的複雜形勢，中共中央、毛澤東一面思考新的對策，一面要求人民解放軍繼續封鎖金門，使國民黨更加陷入困境，以加深美蔣矛盾，力從長遠角度解決台灣問題創造條件。
9月13日，毛澤東對解放軍前線炮兵自月初以來開展的零炮射擊活動加以肯定，電令參戰部隊炮兵全面開展這一活動，要求做到白天黑夜打零炮，每天24小時，特別是料羅灣3海里以內，打零炮（每天打二三百發），使敵晝夜驚慌，不得安寧，以增強全面封鎖的效果。根據這一指示，福建前線炮兵在發現重要目標時才集中進行大規模炮擊，而平時則轉入零星炮擊，使金門島上的國民黨軍日夜都需要隱蔽在陰暗潮濕的坑道中，島上的地面活動基本陷入停頓。
由於金門島上的守軍處境日益困難，急需補充糧彈和各種物資。9月13日，台灣國民黨軍又採用了一種新的運輸方式，在天還未亮的凌晨用「美」字號運輸艦進行偷運。但是運輸艦在接近料羅灣時又遭到解放軍猛烈的炮火射擊，2艘「美」字號都中彈負傷逃回，補給再次失敗。
鑒於由運輸艦直接靠岸運輸已不可能，國民黨海軍的運輸人員想到了利用美國在第二次世界大戰中常用的履帶式水陸輸送車（LVT，台灣軍方俗稱為「水鴨子」）。當時，解放軍的海空軍為了避免中美軍事衝突奉命不出外海，而海岸邊的炮兵人力射程也在2O公里左右，國民黨海軍以裝載水陸輸送車的大型運輸艦於白天駛到金門以南解放軍炮兵火力無法達到的海面水陸輸送車裝載貨物後再從艦上下水，直接搶灘上岸卸載。9月14日，台灣國民黨軍首次試用這種補給方式，雖然17輛離艦搶灘的水陸輸送車在解放軍炮擊中損失2輛，但是台灣當局認為還算成功，下令繼續實施。與此同時，台灣當局又利用傍晚和夜間對金門守軍進行空投，近海施放水陸輸送車搶灘和空投，自此成為對金門實行補給的兩項基本方式。
9月15日，中央軍委對於封鎖金門問題也作出新決定，強調：為了進一步封鎖金門，炮兵要努力改進射擊技術，重點打擊駛進料羅灣的運輸艦艇及卸載點，切實避免誤擊美艦，並加強對空投場的炮擊；空軍要加強大陸沿海上空的巡邏活動，掩護炮兵打擊空投的國民黨軍運輸機，並堅決打擊進入大陸上空的國民黨軍戰鬥機；海軍在確不誤擊美艦的前提下，夜間可予進入料羅灣的國民黨軍艦艇以打擊。根據中央軍委加強封鎖的精神，從廣州軍區和其他單位抽調的地面炮兵、高射炮兵部隊又陸續人閩，使參加炮擊金門的地面炮兵部隊達14個團另7個營又14個連，還有海岸炮兵8個連。
9月20日以後，美國又以軍艦和航空兵為國民黨軍護航，不過護航的方式有所改變。美艦再度和國民黨軍艦混合編隊，行駛至金門外海解放軍岸上炮火射程之外停泊，再由國民黨海軍的運輸艦放下水陸輸送車，涉水上岸卸貨。這樣，解放軍的炮兵已經無法炮擊國民黨軍的艦隻，而水陸輸送車長度僅幾米，目標甚小，又處於運動之中，火炮遠距離射擊很難命中。美軍艦載戰鬥機則由停泊在台灣海峽的航空母艦上起飛，幾乎每天都出動數十架次，掩護國民黨空軍的運輸機飛抵距金門20公里以外的空域（正在中華人民共和國宣佈的領海線以外），然後美機在外面巡邏掩護，國民黨軍的運輸機則迅速飛入金門上空實行空投。這種補給方式，確實給人民解放軍實施封鎖帶來了相當大的困難。
針對國民黨補給方式的變化，解放軍前線部隊響應研究了對策。由於金門鬥爭牽涉到複雜的國際問題，軍事行動必須服從政治鬥爭和外交鬥爭的需要，9月24日中央軍委又向前線部隊重申了「以炮擊為主，海軍空軍在確實不誤擊美艦美機和有把握勝利的原則下相機作戰」
的方針。當時，由於颱風，海面湧大浪高，解放軍海軍快艇的噸位一般都只有幾十噸，這類小艇出海已很困難，因此封鎖任務主要由炮兵和空軍擔負。炮兵根據新的敵情研究了打擊國民黨的水陸輸送車並封鎖空投場的新戰法；空軍則尋找時機，在確保不同美機交戰的情況下打擊國民黨軍的運輸機。
解放軍炮兵為了有效地打擊水陸輸送車，將部分遠射程的火炮和海岸炮前推，增大火力控制範圍，迫使國民黨軍的運輸艦在更遠的海面停泊，使水陸輸送車因增大航程更易遭受打擊，同時，迫其在距岸更遠的海中下水，在海浪中也容易發生沉沒事故。此外，解放軍炮兵經周密計算，在料羅灣各主要航道上及沿岸便於水陸輸送車著陸的灘頭，事先計劃移動攔阻射擊彈幕和不動攔阻射擊火牆，一旦發現水陸輸送車或小型登陸艇上岸，馬上呼喚火力實施較準確的射擊。開始，國民黨軍的水陸輸送車由艦上泛水後，分波次成一列橫隊搶灘上陸，這樣在解放軍的炮火打擊下每次都有幾個目標被毀傷。
另外，有的水陸輸送車還在海中翻沉。如一輛滿載新聞記者的輸送車沉沒，當場就淹死記者6人（其中有南朝鮮記者1人，日本記者1人），一時在台灣和國外新聞界引起了轟動，同時也更增加國民黨的恐慌情緒。
國民黨軍在其水陸輸送車連遭打擊的情況下，又不得不改變搶灘上岸的方法，其運輸艦在距金門更遠的海面放下減少裝載量的水陸輸送車（這樣航渡時可安全些），然後由輸送車在多方向以單個不規律的躍進方式上岸。這種運輸方式確實可以大大減少遭受炮擊的危險，可是運輸量同樣也大為減少。
由於海上運輸量遠不能滿足金門守軍的需要，台灣當局又只得加緊空投運輸。自從9月3日金門機場在解放軍的炮火打擊下起降中斷後，國民黨空軍就一直利用視度較差的天候（黃昏、拂曉或夜間）對金門進行低空空投。解放軍炮兵和空軍針對這一情況，反覆研究了打擊運輸機和空投場的辦法。解放軍炮兵以加農炮和中口徑高射炮在前沿配置，對金門島上各空投場構成空中火網，國民黨空軍的運輸機一臨空，馬上以濃密的炮火射擊，使其無法空投或升高盲目空投。敵機逃走後，炮火馬上轉移打擊空投場和著陸物資，殺傷地面人員。針對國民黨空軍夜間空投的情況，解放軍在前沿島嶼和突出部也模擬國民黨軍的炮光信號，誘使其運輸機誤投。這樣，從9月23日至29日，解放軍炮兵不僅擊落國民黨軍運輸機1架，擊傷2架，而且使國民黨空軍的運輸機投下的物資損失甚多，有許多還投到解放軍陣地上來。台灣當局的空投計劃沒有一天能夠如數完成。金門國民黨軍一天中最多只能得到100餘噸空投物資，杯水車薪，無濟於事。
隨著金門守軍遭封鎖後處境日益惡化，美蔣之間的矛盾也日益激化了，已經公開表現出美國企圖在金、馬脫身，而蔣介石堅持不撤，仍想以金、馬把美國拖在中國內戰中。