在激戰之中，也出現了個別叛徒。剛剛由第七十團團長提升為第二十四師副師長的區震，在戰鬥中就反戈投降了敵軍。這個家夥後來在國民黨軍中受到賞識，官運比較亨通，解放戰爭初期就擔任過兵團司令。當時部隊內共產黨的組織不太健全，缺乏監督機製，一些人的叛逃自然難以控製。
在這場激戰中，大多數人的表現還是英勇的。夜襲未能奏效，激戰至9月30日天明，因部隊在兩天中傷亡2000餘人，其中第二十四師傷亡過半，彈藥也消耗大部，實在無力再攻，隻好撤了下來。
此時在第二十四師教導大隊的李逸民後來回憶說，他所在單位戰前有100多人，天亮後撤了下來隻剩40多人。這時老夥夫來送飯，見隻有這點人，以為還有很多人在前線沒有回來。同誌們告訴他說“其他同誌都已犧牲”，老夥夫當場就哭了起來。
葉挺這時也在教導大隊吃飯，聽到哭聲就說：“哭什麼，打仗總會有犧牲的。我們的隊伍還要擴大，你說不定哪一天還會當連長呢！”
葉挺、賀龍整頓了一下隊伍，於30日上午向揭陽後撤。對麵的敵人陳濟棠此時不明起義軍虛實，也不敢追擊，還把部隊撤到分水坳後麵，構築工事，足足等了一天，害怕再遭進攻。據後來得到的消息，湯坑一仗國民黨軍傷亡在3000人以上，新編第二師還有部分人逃散，損失比起義軍大得多。陳濟棠當天曾一再懊悔說，昨天不該把第十三師投入戰鬥，現在一點預備隊也沒有了，要是再打半天就不能支持了。
從表麵上看，湯坑一仗是雙方打成對峙，最後都撤出了戰鬥。起義軍以6000人攻敵1.5萬人，火力更遠不如敵，開始還擊潰了薛嶽師，最後又使陳濟棠師受重創，國民黨軍的損失遠大於自己，這表現出革命軍隊在精神上壓倒敵人。可是從全局來看，這是一個敗仗，因為它使起義軍無法達成擊潰敵軍並聯係海陸豐的目的，主力還受到最嚴重的損失而無法恢複，整個局勢也馬上急轉直下。
部隊從湯坑後撤是迫不得已，沒有得到參謀團的命令，退到哪裏事先也沒有想過，因此撤退組織得很亂，官兵情緒也大受影響。第十一軍僅有這個第二十四師和第二十軍，又是分路走，一時失去統一指揮。
賀龍把自己的第二十軍交給第一師師長賀錦齋帶領，自己先趕回汕頭去找指揮機關彙報。葉挺考慮到潮州是總後方，部隊的補給輜重都在城內，就率隊向揭陽撤，在那裏休整了一下就往潮州城走。10月1日，部隊走到距潮州城不遠處，突然遇到一些零零散散的起義軍官兵迎麵跑來，其中有一個是留在潮州的賀龍的副官。他急急忙忙地說：“潮州昨天就丟了，汕頭也不能保。聽說革命委員會已經向海陸豐方向撤了！”
這真是晴天霹靂！葉挺馬上和黨代表聶榮臻研究怎麼辦。兩人拿著地圖研究了一番，葉挺說：向海陸豐去不是辦法，二十師傷亡太大，二十五師又被隔在三河壩失去聯係。我們向海陸豐，越走離二十五師越遠，這樣不行。應該向福建去，那裏敵人薄弱，隻有張貞的一個師，沒有多少戰鬥力，我們又可以帶上二十五師，帶上他們一塊走。接著，葉挺又講起他當初跟著孫中山的時候，在福建搞過一段，那裏的情況比較熟。聶榮臻開始也讚成葉挺的話，說“是個好主意”。可是他從自己是黨代表的身份著想，感到還是要首先得到黨的指示，於是他表示：這樣不行，我們沒有得到命令，這樣一走，不就成了各走各的，單獨行動了嗎？沒有命令擅自行動可不行啊！我們還是找到前委再說吧。以周恩來為首的前委此時在哪兒呢？葉挺、聶榮臻也不清楚，估計大概正從汕頭向海陸豐撤退，於是他們決定部隊掉過頭向西走，沿路去尋找。此時，第二十四師、第二十軍傷亡減員也很大，此時也掉頭向西，也向海陸豐方向轉進。