增援部队登陆后，岛上的解放军虽然已增加至3000余人，立即投入激烈的战斗。然而与敌人相比，在数量上仍处于严重的劣势。
根据当前敌情，师指挥所决定第一八二、一八三团集中全力，分别从左、右两个方向会攻鸡冠礁，攻占码头，阻敌增援，尔后歼灭岛上之敌。
在解放军展开反击的同时，白天进攻流水岩山连遭沉重打击的敌军，于夜间以约两个营的兵力，迂回流水岩侧后，企图在天明后与正面部队配合，夺取流水岩山。一八三团在攻击前进中，正巧与该敌遭遇，随即展开短兵相接的激战，敌大部被歼。但当该团跟踪逃敌向大山攻击时，天已大亮，且大山敌人较多，攻击未能奏效。另一路一八二团一营于5日4时攻占了张网湾山和陆家岙，并能以火力阻止敌援兵上岸，但炮台山敌人较多，二营未能攻占，致使一营在天亮后遭到大股敌人包围，被迫撤出张网湾山。
5日天亮后，敌一方面用飞机、军舰封锁桃花岛与登步岛之间的海峡，阻止我的增援和后勤支援，同时继续向登步岛增派了67师之201团、l99;团和军警卫营，并向我军阵地连续猛攻。我军在竹山、野猪塘山、流水岩等阵地坚决抗击敌人。我岛上部队，在无水喝、无饭吃、无工事依托、无援军的情况下，不断打退敌人的轮番攻击，每一座山头都反复争夺，子弹打完了，就拚刺刀、抢托、洋锹、石头，仅在我183团1营的阵地前，敌人就遗尸百余具，可我军也遭受严重伤亡。l83团副团长孟广义、一营长姜先仁、三营长宋德豪相继负伤，二营长王世庭耳朵被震聋。全团除9连连长夏绍卿、政指朱兆富还安全外，战斗连干部大都伤亡过半。该团组织股长赵明，来到三营阵地，看到被震坏了耳朵的副营长张怀芝正在砸手表，准备和敌人决一死战。教导员汪永华“边打边组织”，把各连尚有战斗力的47人集囧合在一起。他们看到团部来人，就托赵股长向团首长报告：他们决心与阵地共存亡。勇敢的抉择
5日中午，赵明奉团长杜绍三之命，来到师指挥所向师长汇报战况，发现那儿异常地静。师长胡炜正仰面坐着闭目思考，表情十分严峻，两个夹香烟的手指被薰得焦黄。赵明明白，师长正面临着重大的决择：敌我力量悬殊太大，我方不仅无兵可增，且无法补充消耗。岛上已查明有敌七个团的番号，摆出了要全歼我登岛部队的架式(当时他们还不知道金门战斗已经失利，而敌人肯定由于金门的得手而受到鼓舞)。以我现有力量不仅无法歼灭当前之敌和控制全岛，且登岛部队的命运也十分险恶。的确，胡炜的内心正在经历着一场痛苦煎熬。从抗囧日战争到解放战争，胡炜和他所指挥的部队，也曾遇到过多次陷于绝境的情况。但在歼灭敌有生力量为主，打得赢就打，打不赢还可以走的运动战思想指导下，凭着机动灵活的战术和指战员的勇敢和高度自觉性，往往能从敌人的夹缝中钻出去，甚至反败为胜。可海岛不同于陆地，无法发挥我军擅长迂回机动的特长，双方的战术意图较难隐蔽，现在客观上是对我极不利，全歼敌人是无指望了。那就应该考虑的是如何保存自己的力量，而避免被敌所歼。如撤退意图被敌发觉，后果不堪设想；两岛间横隔3000余米潮大流急敌人严密封锁的海峡；后方前来接应的船只十分有限，航行没有可靠的保证。如在渡运过程中遭敌攻击，后果也是不堪设想。岛上部队经过连日血战十分疲乏，几近粮尽弹绝；敌兵力数倍于我，有海空优势，敌67军军长刘廉一、登岛督战，气焰十分嚣张。在这种情况下，作出撤退的决定，不仅需要极大的胆略，而且撤退在组织和战术上要有极周密的部署。胡炜深深地感到：自己肩上责任重大。在多年的战争中，也曾遇到过各种艰难险恶，但像这样难下决心，还是第一次。部队是单独负责一个方面的作战，远离上级，他的决策会有什么样的后果?他的责任太大了。撤退要冒极大的风险：撤退失败，将会成为千古罪人；撤退成功也仅是个“败将”。按照原方案打下去，他相信这支从大别山走下来、千锤百炼的红军部队会与阵地共存亡打到最后一个人。但这不是对部队、对人民、对革命事业负责的态度。最后，他完全摆脱了个人得失的考虑，果断地下了撤退的决心。
他的措施是：
一、召集部分团以上干部，统一思想，对撤退作周密部署。
二、电告留守桃花岛的师副政委李清泉，要求迅速收集船只接应。
三、部署各种佯动迷惑敌人、隐蔽我方的意图和掩护撤退的作战方案，交得力干部执行。
四、严密策划部队集结、起渡的顺序，制定多种应变方案。绝不能留下一个战友
撤退的决心，于5日12时左右形成，并立即传达组织，于傍晚开始行动。
根据敌人不善夜战的特点，几天来形成了白天敌攻我守，夜间我攻夺回失地的规律。由183团团长杜绍三和182团参谋长刘正昌各率一个营(经三天苦战，实际人数有限)对敌实行佯攻，掩护部队由海上撤退。当时估计渡海用的船只很少，整个撤退时间至少需五六个小时。在此期间，绝不能让敌觉察我方的意图；万一敌人察觉，这两个营就必须把敌人坚决顶住。9连连长、战斗英雄夏少卿，带领由7、8、9和机炮连收集起来的人员组成的7个小分队，每个小分队5至7人组成由排长或老班长带队，各小分队配轻机囧枪一挺，多带炸囧药包和手榴弹，入夜后，摸到敌火力点下面，然后突然开火，步囧枪、机囧枪囧、手榴弹、炸囧药包、冲锋号响成一片，团迫击炮也向敌开火。敌人被打得晕头转向，只是龟缩在掩体里乱放枪炮。隔了半小时，小分队又干一次。到第三次后，听不到迫击炮的声音。夏少卿知道，团部已经撤走，岛上只剩下3营了。他给分队作了动员，要求第四次要打得更猛烈。这就使敌人无法摸清我军的真实意图。直到午夜，营部通信员来通知他们撤。他们到了渡口，见营部和7、9连的船已开走，他带9连2、3排登上船，但9连的7班还没有来，大家都在船上静静地等着。敌人的炮弹在船周围溅起股股水柱，但大家只有一个心愿，要死大家死在一起，绝不能留下一个战友。十多分钟后，9连7班来了，船才缓缓向桃花岛驶去。在最后撤离的人中，还有l82团参谋长刘正昌，这位多年与胡炜一块儿出生入死的战斗英雄，被胡炜选中作为“殿后”，给他的任务很简单：你一定要掩护到走完最后一个人；如果敌人发现我们的意图，一定会拼命攻上来。那你们就要坚决顶住，最后能不能回来……。刘正昌知道师长为什么把这个任务交给自己，他知道这很可能是最后的诀别。他理解师长肩上的担子，比自己慷慨赴死还要重得多。他不想用缠绵的告别来增加师长的负担，只是简单的回答：“我是共囧产党员，师长你放心好啦!”二话没说就去执行任务。
刘正昌指挥部队轮番掩护，一批批战士有序地撤回渡口，最后他手中只有一个班了。他和战士们一样，把手榴弹、炸囧药包放在身边，严密监视着敌人。战士们催他先走，他不同意，而是让大家先走，自己带一个战斗小组，又把阵地搜索一遍，确信没有漏人，才乘最后一条小船返回。部队在撤退中，还看到了动人的一幕：师长胡炜、副参谋长王超，在渡口指挥，按伤员、烈士遗体、机关、部队的顺序登船。指挥所和师首长与掩护分队最后撤离。他们沉着冷静、撤退在后，从容不迫的态度，鼓舞着全体指战员。在他们登船时，又把仅有的救生衣留下来给后面的同志。
登步岛战斗，我以6/7个营的兵力，连续恶战50多个小时，抗击了有海空支援的近7个团30余次进攻，毙伤俘敌3000人，敌200团、224团、661团三个团长均被我击伤，还带回俘虏数百名。我军阵亡千余人(伤亡估计也有3000余)，但没有丢弃一个伤员。唯一一个在战斗中失去联系的战士傅祥明，在发现部队已经撤退后，宁死也不愿当俘虏，抱了一根竹竿跳进大海，飘到一个礁石上，靠吃小蟹和小葱度过10个昼夜，最后被救归队。历史的评价
登步岛战斗后，各方对这次战斗，有不同的评价。
台囧湾国囧民党当局把它当作“辉煌胜利”大肆宣传，说北有登步、南有金门，阻止了我解囧放台湾的计划。笔者于登步岛解放后，曾在岛上看到国囧民党立的“阵亡将士纪念碑”，碑上除了胡吹一通“胜利”，说什么“击毙匪61师师长滕海清，活捉副师长胡炜”等等(滕当时已是21军军长)。同时也承认“是役，我将士阵亡3000余人”；战斗的激烈“惊天地、泣鬼神”。当时在国囧民党东南行政长官公署担任高级职务、后任国囧民党评议会主席的袁守谦，也认为6l师“是我军战斗力最强、最剽悍的一个师”。
在我们内部，对登步岛战斗，也有不同看法。有人认为：登步岛战斗是舟山战役中的一次重大失利。有人认为：登步岛战斗，在登陆、歼敌方面，以少胜多，应予肯定，但未实现作战的企图，就整个战斗而言是失败。也有人事后把责任推到一线指挥员的身上，说该师“没有集中兵力”，“师领导骄傲轻敌”，“组织指挥不细”等等。《第三野战军战史》在叙述金门战斗时，小标题用的是“金门战斗”，而叙述登步岛战斗时，小标题却用了“进攻登步岛受挫”，其倾向是很明显的。战争史上的奇迹
前进和撤退，是战争中互相依存并可相互转化的一对矛盾。一个战术行动的成功与失败，绝不能孤立地看是进还是退。进不一定就是胜利；退不一定就是失败。如解放战争中胡宗南对陕北的重点进攻和我军的主动撤出延安便是一个很好的例子。从这个观点看，登步岛的主动撤退是一着胜棋。
世界上有过许多登陆和撤离的战斗，有过不少背水一战夺取登陆作战胜利的战例：我国古代的淝水之战、解放战争中的渡江战役，二战中著名的诺曼底登陆战等。在战史上，也有在战局不利而从水上撤离，但这似乎更为困难，1940年在欧洲大陆的英军在德军的重压面临被歼的处境下，有组织地从敦刻尔克撤回英伦三岛，被誉为奇迹。可以上例子，都发生在陆地上。而对战史的研究表明，对海岛登陆作战要么成功，要么失败而全军覆没；在很小的海岛上登了陆，战而不利，又能无一伤亡地成功撤出的例子，只有发生在舟山战役中的登步岛战斗中。创造这人间奇迹的，只有在中国共囧产党领导下的中国人民解囧放军。登步岛战斗，创造了这人间奇迹，创造了战争史上的孤例，这应是一个伟大的胜利。
登步岛的战例是辩证唯物主义和毛囧泽东军事思想的体现，应该成为军事科学的一笔财富。
登步岛战斗中牺牲的烈士们，永垂不朽!