麵對剛剛出現的兩岸關係和平穩定的發展勢頭，陷入困境的陳水扁決定推進激進“台獨”路線，進行孤注一擲的反撲。2006年2月，陳水扁悍然宣布終止“國統會”運作和“國統綱領”適用。10月，授意拋出所謂“中華民國第二共和憲法草案”。2007年6月，公然推動舉辦“以台灣名義加入聯合國”的公民投票。台海局勢再次陷入緊張對抗、千鈞一發的危險邊緣。為遏製陳水扁一波又一波“台獨”冒險，中央針對台灣局勢的複雜變化，相繼提出堅決製止陳水扁當局通過“憲改”謀求台灣“法理獨立”，全力挫敗“入聯公投”，通過遏製“台獨”和維護台海局勢穩定，為泛藍政黨贏得選舉創造有利條件等四項任務。
三個特點決定了這是一場環環相扣、驚心動魄、前所未有的硬仗。一是形勢變化快。陳水扁的“憲改”戲碼喧騰一時，但在內外壓力和各方因素製約下，加之他陷入“國務機要費”弊案，“憲改”步驟被打亂、進程被遲滯。但他一計不成，又生一計，將“台獨”活動的重點轉向推動“入聯公投”，企圖通過“公投”，確定台灣是“主權獨立的國家”，改變大陸和台灣同屬一個中國的現狀。二是，盡管陳水扁早已失去了大多數台灣民眾的支持，但其把持台灣政權，掌控了島內政經資源，對內強力通過行政手段、對外製造民意，裹挾台灣民眾，欺騙國際輿論，增加了做工作的難度。三是，陳水扁再次使用“公投綁大選”的卑劣手法，以推動“台獨”活動升級，控製議題，製造對抗，拉抬選情，打擊對手，推動“入聯公投”的事態與選情的白熱化交織在一起，使鬥爭形勢格外錯綜複雜。
這時，陳雲林在台辦主任的任上已經超期服役，麵對中央的信任和人民的囑托，為了打贏這場與“台獨”勢力的決戰，他兩年內率團四度出訪美國與歐盟，開展做國際社會特別是主要國家和國家集團的工作，向他們說明“台獨”的極端危險性與危害性，希望他們從維護台海和平和亞太地區穩定的共同利益出發，在遏製“台獨”中發揮積極作用。在與眾多西方官員、議員和學者打交道的過程中，並不總是彬彬有禮的溝通無礙，更多場合是“舌戰群儒”。但陳雲林和他的同事們堅定維護國家利益和地區和平的坦誠與執著，贏得了大多數人的尊重與認同。這兩年，也是陳雲林會見台灣人士最多的兩年，交換意見的日程總是排得滿滿的，節假日也不例外。那是他一生中難忘的日日夜夜，對台戰線的同誌們，以高度負責的態度，不計艱辛、不計苦累、不計毀譽、不計得失，默默地做了許多鮮為人知的事情。每想到這些，他就會對他們感到一種由衷的歉意。
“艱難困苦，玉汝於成”。2008年3月22日，四場戰役最終贏得全麵勝利，這無論在兩岸關係發展的曆史上，還是在我國推進現代化建設的進程中，都具有重大而深遠的意義。十幾年來兩岸關係的走向、台灣政局的演變終於出現了兩岸同胞長期期待的結果。“台獨”的現實危險性大大降低，幹擾我戰略機遇期的引爆裝置被拔除，兩岸關係從此進入了和平發展的新局麵。2008年5月26日，中國國民黨重新在台灣執政。同樣在南京祿口機場，陳雲林與剛走下飛機的吳伯雄主席再度擁抱時，“雨過天晴”成為他們對兩岸關係曆史性轉折的共同描述。