經過兩天的轟炸，臺灣的日軍戰鬥機數量已經劇減到不足一百架，各個軍事目標也都遭到了飛機的猛烈攻擊，不過對於居民區在張良的命令之下，並沒有采取轟炸。雖然這樣做會讓敵軍的一部分有生力量躲過最初的轟炸而保存下來，但是張良制止了這樣做，當負責登陸的部隊以此事向張良詢問時，張良的一句話說道：“那是我們中國人自己的土地，哪裡的百姓也是我們自己的同胞，這個命令不能下，那是對自己同胞的屠殺！”
在空軍的打擊下除了繼續加強要塞的防禦之外，對於海岸地區只有四個守備師團，日軍也終於感覺到有些薄弱，除了呼叫國內的支援之外，在臺灣本地日軍再次在當地人中間組建了十個國民保衛師團，近12萬人其中除了兩個佈置在東部地區之外剩下的八個全部和那四個守備師團一起佈置在西海岸地區，以防備中國軍隊可能在海岸地區的登陸。雖然在海岸地區佈置了十餘萬人，但是明顯防守力量不強，先不說那八個沒有經過正規的軍事訓練，只懂得開步槍的新兵，爲了保證安全，這些新組建的部隊除了步槍和少量的機槍之外根本就沒有什麼重型的裝備，就連步槍有相當一部分都是一些單發步槍，對於這支新組建的部隊日軍可謂是防備到了極點，就連軍官也全部都是警察或者從日軍的部隊中抽調。
六月三十日，這一天登陸開始之前，我軍空降兵的任務是在登陸灘頭兩側距海岸10至15千米的淺近縱深空降，阻止敵預備隊的增援，並從側後攻擊日軍海岸防禦陣地，配合海上登陸，由於在最初的1～2天裡，我軍打算只登陸6～8個步兵師，只有在建立起可供裝甲師展開的大登陸場後，纔將裝甲師投入作戰，如果在裝甲部隊上陸前日軍反應過來突破了登陸部隊的防線，將會給登陸帶來滅頂之災，所以空降兵的行動在登陸初期對於登陸勝利是至關重要的。
我軍第1空降師是最早投入戰鬥行動的部隊，早在午夜00:16，他們就被空投到登陸地區的左翼地區，他們的目標是奪取濁水溪附近的橋樑，以防止日軍不多的裝甲部隊前往海岸支持，傘兵們迅速佔領了這些橋樑併成功地控制了他們，直到那天稍後的登陸的突擊隊員趕來，此行動的目標還包括奪取在這些地區的地堡。雖然地堡沒有被摧毀，但是在戰鬥過後，地堡中除了6人以外，其餘全部傷亡，不過大部分都是被日軍的軍官在臨死前射殺的。
但是登陸也不是一帆風順的，我軍第2和 第3空降師就沒那麼幸運了，由於沒有經驗的領航員和地面情況複雜，再加上敵軍的高射炮火的突然攔截，部隊被散落在各處，有些傘兵很不幸地降落在了海中或內陸中那些被日軍守備部隊故意淹沒的低窪地區，很多人由於裝備沉重，而被淹死在僅及膝深的水中，在24小時後，2師只集合起約3000人，但是，從整體戰略上來看，我軍可以說是因禍得福，傘兵們被投放在整個登陸預定區域，使日軍陷入一片混亂，傘兵們各自爲戰，分散了日軍的兵力，再加上日軍守備部隊大部分都是新兵，這讓我軍的登陸部隊取得了不小的戰果，並且他們使日軍指揮官大大高估了傘兵的人數，調動了更多不必要的軍力，從很大程度上分散了海灘登陸場的壓力，很多人在這一天後的很多天仍在敵後獨自戰鬥，2師在6日早上佔領了登陸區的一個小村莊，這個小村莊也就成了整個臺灣第一個被解放的城鎮。
早晨五點，登陸部隊的艦炮首先開始對海岸地區進行覆蓋式射擊，選定的登陸海灘全長6.4公里，海岸多爲30幾米高的峭壁，地形易守難攻，這裡的登陸作戰任務由我軍第九軍承擔，但是我軍由於情報有誤，認爲這裡的日軍守備部隊只有一個守備聯隊的兵力，還多是後備役人員，沒有裝甲車輛，戰鬥力很差，而實際上日軍已經在這方向把兵力增加到了一個步兵師團的兵力，而這個師團的一個主力聯隊就駐守在這個登陸地區的灘頭，可惜直到登陸部隊出發後我軍情報機關才找到突然失蹤的這個師團的下落。
登陸當天天氣狀況極端惡劣，我軍在登陸前就因風浪過大損失了10艘登陸艇和300餘名官兵，在登陸艇上的陸軍官兵多爲暈船和溼冷所苦，還沒到達作戰地點就基本精疲力盡了，登陸作戰開始後也非常不順，海灘西段預備的32輛水陸坦克中有27輛剛一下海就因臺灣海峽的風浪過大而沉沒，倖存的5輛坦克中還有2輛很快被日軍老舊的37mm炮火炸燬，由於潮汐影響和秩序混亂，登陸的我軍陸軍士兵很多都搞不清方向和集合點，大批士兵擠在灘頭任憑日軍炮火攻擊，整整兩個小時的時間裡日軍沒有一名士兵在西段衝上海灘，在東段也僅僅佔領了9米寬的一段海灘，登陸行動幾乎完全失敗。
然而我國海軍爲登陸地區的這一海灘帶來了轉機，由於海灘登陸部隊長時間沒有任何聯絡傳來，分艦隊的海軍指揮官意識到登陸地區海灘上的形勢可能已經極爲嚴峻，於是17艘驅逐艦和淺水重炮艦不顧觸雷、擱淺和被日軍佈置的155mm海岸炮炸翻的危險，前進至距海灘僅730米處，在近距離爲登陸的我軍部隊進行火力支援，而此時我軍的敢死隊此時也爬上了日軍守備部隊的一個防禦死角的海角，結果發現這裡所謂155mm海岸炮居然是電線杆僞裝的，沒了後顧之憂的海軍肆無忌憚地向日軍據點傾瀉炮彈，先前被堵在海灘上的我軍也在精銳部隊第一師--這支張良的起家部隊的帶領下開始衝鋒，中午時分登陸部隊第二梯隊提前登陸，而在空軍的指引下，海軍的戰列艦和巡洋艦也開始對岸射擊，日軍的防禦至此基本崩潰。
當我軍登陸灘頭成爲鞏固統一的登陸場後，就按預定計劃向內陸發展，我軍第1集團軍向北進攻計劃奪取臺北奪，擔負主攻；我軍第2集團軍猛攻嘉義，造成直取臺南的假象作爲佯攻。
日軍雖然最初的反擊已告失利，但並不甘心就這樣任由我軍發展，日軍司令部調整部署，使用步兵防守臺北至臺南一線，抽出有限的裝甲部隊以反擊手段來阻止我軍的進攻，但還沒等新的部署調整好，我軍第二集團軍就先發制人發動了攻勢，打亂了日軍的計劃，有力保障我軍其他部隊對臺北方向的攻擊。
7月3日，我第7裝甲師在向臺灣北部的臺中縣推進途中，與正從臺北趕來的日軍正規部隊甲等師團之一的第9師團遭遇，雙方隨即爆發激戰，我軍人員、坦克損失很大，被迫後撤。雖然我軍的進攻沒有進展，暫時被日本人阻止住，但卻將日軍精銳的第9師團吸引在臺中地區，爲我軍其他部隊進攻創造了條件，當我軍佔領南投縣後，日軍從南投地區無法抽出部隊，只好從臺灣東部的花蓮和臺東兩縣緊急調來日軍國民保衛師團第10師團，攻擊我軍側面以消除我軍對臺北的威脅，我軍經激烈戰鬥，擊退了日軍這支完全有新兵蛋子組成的新師團，並乘勝於7月4日突破日軍在苗栗地區的防線，最終於7月6日攻佔了新竹縣。
根據臺北總督府的指示，在該地區的4個師團必須全力阻滯我軍的前進，然後向桃園縣且戰且退，死守桃園，建立新的宜蘭~桃園防線，但是作爲新組建的部隊，這4個國民師團幾天來在戰鬥中兵力裝備消耗很大，已無力勝任堅守桃園縣的重任，即使退入桃園縣，充其量不過使桃園縣多堅持幾天而已，所以這些部隊的士兵紛紛要求向總督府請求將這些部隊直接撤往臺北，回合臺北的日軍兩個甲等師團和以前扯撤到這裡的兩個重炮旅團和一個守備師團加強臺北的防禦，但總督府拒絕了這些士兵和那些在部隊中重人軍官職務的日本人的意見，當新竹到桃園交界處的新防線地區出現被突破的徵兆時，這些不是正規部隊，大部分以前只是軍事警察的日本軍官們拒絕了總督府的指示，果斷命令所有能聯絡上的部隊迅速向東撤退，這才挽救了不少部隊被我軍直接殲滅的悲劇，殘軍全部撤到了宜蘭縣。
7月8日 ，我軍攻佔了臺灣北部的桃園縣近三分之二的地區，南面的佯攻部隊也亮出了自己的獠牙，開始對嘉義的日軍開始了猛攻，並在這一天突入嘉義市區，在晚上完全控制住了這一地區，殘餘的日軍退往臺南，日軍的處境更加的艱難，我軍的進攻也到了關鍵的時候，