北半島失守，廈門島蜂腰部製高點反撲未能奏效，16日黃昏，湯恩伯和毛森匆匆逃到廈門港海灘。
湯恩伯深知大勢已去，準備帶領一部分人逃往台灣。情急之下，他用報話機直接呼叫兵艦放下小艇接應。就像廖耀湘當年在遼沈戰役中兵團被圍之際，慌亂中也顧不得那麼多了，隻得用明語呼叫各部撤退。
但此時適逢退潮，小艇無法靠岸。湯恩伯隻得在廈門港灘頭跺腳、叫罵，過了一個多小時才喊來小艇，湯恩伯才被小艇接走，慌忙逃離了廈門。
湯恩伯逃跑的當時，葉飛也使用報話機，他在監聽的報話機裏聽得非常清楚。他想命令追擊部隊迅速向廈門港追擊，活捉湯恩伯，但怎麼也聯係不上部隊。
解放軍的追擊部隊這時隻顧抓俘虜、繳槍，卻不知和指揮部進行聯係，讓湯恩伯有了逃跑的機會。
葉飛在指揮部裏拿著報話機無奈地歎氣，眼睜睜地讓對手就這樣逃走了。
劉汝明也匆忙上船，並令其第八兵團迅速逃離。因為解放軍進展迅速，隻有4000餘人上船。
劉汝明逃到台灣後，因為作戰不利，其八兵團軍官全部被撤職，士兵全部編入其他部隊，番號取消。至此，西北軍徹底消失。
罪惡滔天的湯恩伯雖然逃過了被活捉的命運，但他逃到台灣後，由於他並非黃埔係統出身的將領，不能容身於當時掌控台灣的黃埔“土木工程係”，其所有職務都沒有了，隻剩下一個“總統府戰略顧問”的虛銜。
從此，湯恩伯變得精神憂鬱起來。他情緒低落，原有的嚴重胃病也複發了。醫生診斷為胃潰瘍和十二指腸癌，建議他去美國治療，但湯恩伯無法負擔去美國治療所需的巨額費用，隻好去日本擔任台灣駐日本的軍事代表。
在日本，湯恩伯做了三次手術。在1954年6月24日的最後一次手術中，因醫療事故死在了手術台上。終年54歲。
蔣介石得知湯恩伯死了，態度冷漠，反應冷淡，隻說了一句：“死了也好。”