11月10號，日本不顧中國的警告，起運輸艦隊在1芝護衛艦隊，以及美國提供的空中掩護下開向了臺灣。
11月10日23點，中國的海軍航空兵與潛艇部隊在臺灣以東150公里的地方對日本的艦隊進行了攔截性打擊，而同時中國的海軍航空兵部隊也對美國第七艦隊特混群進行了空中打擊，美國在自身都顧不過來的情況下撤走了在日本艦隊上的掩護機群。日本的艦隊在空潛兩個方向的打擊下，很快就遭到了巨大的損失，起運輸艦被擊沉了3艘，護衛艦隻被擊沉了2艘，還有2艘運輸艦，3艘護衛艦重傷，而中國執行任務的攻擊機與潛艇都安然的返回了基地。這支日本艦隊在看到前進無望以後退回了沖繩島。
11與11號8點，中國公佈了對日本艦隊的打擊情況。同時表示日本由於已經實質性的介入了戰爭，所以日本的所以軍事目標都在中國的打擊範圍之內，並且重新提出了對釣魚島，琉球群島的主權要求。同日，日本發表宣告，聲稱中國的要求是無理取鬧，並且要求中國軍隊馬上撤出臺灣。
11月11號20點，美第一重灌甲師開始了在臺北外圍的反攻作戰，與第39軍展開了第二次世界大戰以後的最大一次坦克會戰。美第一重灌甲師的500多輛1a2主戰坦克，400多輛2a3步兵戰車，3a3騎兵戰車與第38軍的600多輛99-2型主戰坦克，400多輛90形步兵戰車，95型步兵戰車展開了激烈的坦克大決戰，而這時候美軍第101空中突擊師與海軍陸站隊第一師的直升機和第15空降軍的直升機也在空中展開了一場直升機的大決戰。戰鬥持續了整個夜晚，知道12號7點，美軍在損失了200多輛坦克，300多輛裝甲車，100多架直升機後發現已經沒有機會突破第38軍對臺北的包圍後才撤出了戰鬥。而此站，第38軍損失了100多兩99-2型主戰坦克，但是它擊毀的1a2多達200輛，表現出了超過1a2的效能，而裝甲車也損失了200多輛，空中的直升機的損失超過了美國人，達到了200架。從這一戰也看出瞭解放軍的夜戰能力比美軍要差，但是在素質過硬的官兵的應用下，其戰鬥力並不比美軍差。而這一戰也讓中國陸軍決定大量從俄羅斯採購k-50，52。i-28武裝直升機，以彌補陸軍在低空火力的不足。
11月12日到22日，這10天中，美軍一直在努力打破解放軍對臺北的包圍，但是在38軍的頑強抵抗下，都無功而反。
11月23日，第38軍在臺作戰已經接近2個月，其裝備的損失雖然及時的補上了，但是傷亡率卻一直降不下來，最後決定撤下第38軍，由第50軍替換上去，這時候出現了戰場的轉折點。
11月25日，美軍發現第38軍正在由第50軍換防時，發動了突然襲擊，雖然在第50軍以及一部分沒有撤退下來的38軍的官兵的頑強抵抗下，解放軍沒有被美軍的突然襲擊擊潰，但是臺北的包圍圈已經被打破了。而這時候總參部也決定改變方法，主要的進攻方向做了改變，由第39軍重點進攻臺中，把臺灣從中間攔腰截斷。而第38軍撤退到後面做休整，充當預備隊，而第40軍繼續對美第空降82師實行包圍，第50軍在最後放出美軍對空降82軍的援助部隊，等美軍的援軍走到路上的時候再由撤退下來的第38軍實行包圍殲擊戰。
11月27日2點，2個小時的炮火準備開始了，經過猛烈的炮擊，第39軍開始了對臺中的進攻。
11月28日8點，經過2夜1天的激烈戰鬥，空軍抵擋住了美國空中部隊的襲擊，第39軍終於攻下了臺中市。
11月30日，美軍在數次猛烈突襲後終於開啟了第50軍包圍臺北的大門，由一個缺口前出援救被圍困的空