根據國軍戰史和有關人員的回憶,1958年9月9日下午5點40分,炮兵第600群指揮官嚴佛元上校接到防衛司令官胡璉直接打來的電話,鑒於來自大陸的情報顯示,9月11日下午4點左右解放軍將有數輛裝載兵員和彈藥補給的軍列到達廈門梧村車站,因此要求炮兵600群下屬的691營1連和2連,692營1連的12門M59型長湯姆於9月11日下午16點12分向廈門火車站實施同時彈著的集火射擊(美軍的Time on Target 戰術絕活),691營的3連與駐守小金門的669營155毫米的榴彈炮擔任戰略佯攻和戰術掩護。說到這裏,大家可能會有疑問,從大金門水頭附近長湯姆陣地到廈門火車站的直線距離是20公裏,這個距離既然已經超過巨炮8寸榴(203毫米口徑)的有效射程,那為什麼口徑僅有155毫米長湯姆可以打到?首先火炮的射程並不完全取決於炮的口徑,而是火炮彈道的類型和炮管的長度。美軍的M59型155毫米長湯姆加農炮有著超長的炮管(45倍口徑),射程可達23公裏,所以位於大金門西北角水頭一帶的M59長湯姆射程足可以涵蓋廈門火車站以及周圍地區。當時長湯姆是國軍在8寸榴到達金門前火力最強的火炮,標準高爆彈重44公斤,內填裝6.9公斤的TNT炸藥,殺傷半徑也能達到50米,炮群集火射擊摧毀20公裏外的廈門火車站綽綽有餘。
接到任務後,炮兵第600群為這次奇襲做了慎密的作戰計劃,參戰的3個長湯姆連隊也隨之開始了積極的戰前準備。首先,位於小金門的炮兵觀察哨先將廈門火車站車站附近各重要目標的距離進行了標定計算,並在射線上選擇了廈門東海岸的一座小廟做為炮擊校正點,利用9月10日下午的炮戰混亂中偷偷試射做了精密的校正射擊,再根據金門氣象台第二天的海象和風向修正了射擊諸元參數表。由於廈門火車站面對金門方向是丘陵地帶(解放軍以為國軍無法炮擊火車站。故而高枕無憂),但實際上車站和附近的目標都處於長湯姆的射程末端,丘陵高度也不高,通過對彈道拋物線的精密的計算,炮彈可以越過丘陵命中火車站和車站附近的目標。