针对以上情况，由海军厦门要塞守备营营长、31军炮兵团参谋长与92师有关领导组成联合指挥所，设于厦门岛，由92师参谋长丛德滋(后来担任福建省军区司令员)统一指挥。指挥员们经过反复研究，初步制定作战部署如下：
由92师侦察连挑选游泳技术好(要求能游30公里以上)、战斗能力强的13名指战员组成第一梯队，携带冲锋枪12支，子弹2400发，手枪1支，手榴弹24枚，由侦察连连长率队担负登岛袭击捕俘任务。由92师侦察参谋率领侦察连两个班20人作为第二梯队，携带轻机枪1挺，火箭筒1具，冲锋枪13支，步谈机两部，支援第一梯队行动。为防偷袭受挫，还以92师276团侦察排两个班20人组成第三梯队，集结于五通道待命。陆军炮兵以105毫米榴弹炮两个连于赤坡山、东宅、塔埔地区占领发射阵地，三个连于前埔山、高刘山地区占领发射阵地，负责压制小金门炮火和重火力点；海军基地炮兵在香山石胃头、溪头占领既设阵地，担负压制小金门火力和保障捕俘分队侧翼安全的任务。
通信分队共30余人，除跟随捕俘分队行动外，在救护船、战炮船、机炮船和起渡点及指挥所设置步谈机通信，以10门交换机1台和若干电话机构成的有线电通信用于保障此次作战的通信联络。鉴于这次行动的特殊性，通信保障有别于正常情况下的一般要求，有3个特点。一是为防止暴露行动，禁止开通无线电电台(特别是战斗打响前)，只能使用步谈机通信，而步谈机通信必须规定和掌握好通信方式和密语。战斗打响前用吹风声传递信息，打响后使用密语，只有在非常时刻，才能直接使用明语。二是登岛后除负责战斗中的通信保障外，还要赶在敌人察觉之前抢先破坏敌人的通信联络，切断敌人与外界的联系。三是跟随分队行动的通信人员必须具有较好的灵活性和应变能力，能够及时、正确地处置各种意外情况。
任务明确后，首先对参战人员进行思想发动，讲明完成这次侦察任务的重要意义，分析战斗中的有利条件和不利因素以及克服困难的方法，从而有效地激发了大家的求战热情。参战人员纷纷写出决心书，有的还写了血书，一致表示决不辜负党和人民的期望，坚决完成任务，誓为人民立新功。在统一了思想认识的基础上，参战部队组织了战前练兵，先后3次组织参战人员利用夜间轮流潜伏至距敌四百米的小石礁上，天亮后观察敌岛情况；并派出侦察员化装成渔民近距离接近敌岛。通过一系列手段，摸清了地雷、电话线、三道围墙及岗哨位置，比较实际地了解了岛屿的敌情和地形
同时选择与鼠屿岛相近的岛屿，假设敌防卫工事、哨位、雷区、通信线路、屏障等，进行模拟性训练和演习。在不断掌握实际情况的同时反复修改完善行动方案，使参战人员对战斗中的每一个环节都基本上做到了心中有数。
7月6日22时55分，指挥所一声令下，第一、第二梯队由下堡乘船起渡，23时25分抵达鸡屎礁后，对敌占岛屿做最后一次观察，明确进攻路线，检查装备。23时36分，第一梯队潜入海中向鼠屿岛游泳前进。一路上跟随侦察连长的步谈机员按照密语不断发出“唿、唿”的吹风声，使指挥所和其他分队随时了解到第一梯队的行踪。当发出连续“唿、唿、唿”三声时表示登陆成功。7日零点整，第一梯队顺利登上鼠屿岛东北角滩头礁石。
登岛后，第一梯队立即分成4个组，分头向预定位置肃静摸进。一、二组由连长带领，行至岛的东北角敌机枪掩体下隐蔽等待。三组向南行至小沟处割断敌电话线后，与四组一同继续向东南围墙处摸进。此时不知是谁违反纪律，轻声问了一句：“电话线割断了没有？”被敌哨兵听见后，三、四组立即遭到敌人的射击。
说时迟，那时快，一、二组如飞来神兵在敌人鼻尖下快速作出反应，当即开火打死敌哨兵，尔后快速沿堑壕向南搜索前进。敌重机枪手听到枪声后立即就位，准备射击。我一组战士兰北超听到敌拉枪栓声，立即越起，将冲锋枪对准地堡射孔射击，打伤了重机枪手的左臂，致使重机枪无法射击。受伤后的敌重机枪手从地堡内跑出，右手单持冲锋枪对正在向敌接近的第一、二组打来一个长点射，致我当场牺牲2人，尔后敌逃跑。但没跑多远，即与我三组遭遇，旋即被俘。
我军此时已夺得两个地堡，占领了岛北部阵地，与岛南部守敌形成对峙。与此同时，我各分队步谈机员已开始发话，互相通报情况，使相对独立的各个分队成为一个配合默契的有机战斗体。
等待于鸡屎礁的第二梯队听到枪声和信号后，迅速起航，仅用7分钟就航行500米到达鼠屿岛，与第一梯队会合，由连长统一指挥，向退至西南地堡内凭险顽抗的敌人猛烈攻击。零点56分，金门岛守敌湖井头炮兵开始向鼠屿岛轰击，侦察分队通过无线电台立即呼叫炮兵火力支援，我方炮兵随即将敌炮火压制。1时06分，发现湖井头方向有车灯和人员活动迹象，同时敌方红山炮兵也向鼠屿岛轰击，均被我方炮火坚决压制，保证了我捕俘人员安全、顺利地继续攻击。
第三梯队于2时起渡支援鼠屿作战，但航行中弄错了方向，驶到了槟榔屿东南端，距战地越驶越远，直到战斗结束，才于黎明前返航，遗憾地未能直接参加战斗。
