在人民解放軍二四四團登陸後不久，二五一團也開始登陸。該團的第一梯隊第一、三營在金門島西北部安歧以北、林厝以東順利登陸，雖然由於船隻分散，部隊登陸比較分散，但傷亡並不大。而第二梯隊第二營在登陸時遭到猛烈炮火攔阻，很多船隻中彈沉沒，還未登陸全營傷亡就幾近三分之一，很多彈藥都隨船沉沒。
各部隊登陸之後，均根據戰前“有幾個人打幾個人的仗，不等待，不猶豫，向裏猛插”的戰術思想指導下，奮勇向縱深突擊。天大亮以後，登陸部隊遭國民黨坦克群攻擊而嚴重受挫，被迫從搶占的高地，先後撤向海邊古寧頭陣地。國民革命軍在黃昏前又投入許多兵力向古寧頭發起攻擊，意圖一舉消滅人民解放軍登陸部隊。結果攻擊被打退，國民革命軍也傷亡慘重，隻好轉入休整。
10月25日晚～26日天亮前的一夜，是最後決定金門島戰鬥命運的關鍵一夜。國民革命軍也認為這是他們最危險的一夜。因為經過整天激戰，國民革命軍包括胡璉兵團第十九軍援軍在內所有的控製部隊都投入了反擊戰場。
10月25日，人民解放軍二四六團團長孫雲秀率領八十二師二四六團三百名戰鬥骨幹，全部配備自動武器，乘坐竭盡全力才搜集到的三隻船，在夜裏21時從大嶝島出發，於26日淩晨在古寧頭以東海灘順利登陸，迅速與島上部隊會合。同時，在沃頭的二十九軍八十七師二五九團千方百計搜集到幾條帆船，由三營代理營長梅鶴年帶領從全營挑選出的兩百名戰鬥骨幹，於天黑後從沃頭起航，由於風向有一艘船折回，其他船隻上的一百多人順利登陸，與島上部隊會合。
25日夜晚～26日淩晨，金門島上的人民解放軍登陸部隊，不顧一整天苦戰的疲勞，又發揮夜戰的傳統，展開了反擊，以一小部襲擊金門縣城，主力在島西北奪取了國民革命軍的部分陣地，天亮前又推進到林厝、浦頭一線。26日天大亮後，經過休整的國民革命軍又集中主力，在海空軍和坦克掩護下，向古寧頭、林厝、浦頭一線猛烈反撲。人民解放軍憑藉石屋、陣地及高地，頑強抵抗。台灣方麵的戰史也不得不承認，在26日上下午的戰鬥中，國民革命軍幾乎每攻占一處陣地和一座房屋，都要付出很大傷亡。至中午12時以後，林厝失守，島上的人民解放軍部隊大都退守於古寧頭。
10月26日晚間，據守古寧頭的人民解放軍經兩晝夜苦戰，已經難以支持。登陸所攜帶的彈藥早已耗盡，繳獲及從戰場敵軍屍體上搜集的彈藥已基本打光，幹糧已吃完，多數人是忍饑苦戰。26日午夜，古寧頭的人民解放軍剩餘部隊乘夜突圍，先向北突至海邊，沒有找到船隻，又向東南突圍進入山區。27日上午，金門島西北方向槍炮聲仍不絕於耳。人民解放軍剩下沒有突圍的少數人還堅守在古寧頭以北的地堡之中，並有部分人員在古寧頭村內據屋抵抗。國民革命軍隻得逐屋搜索攻擊，才解決戰鬥。隨後，國民革命軍又向古寧頭附近的北山海邊發起攻擊，軍艦也繞到古寧頭北麵的海上，用艦炮向地麵炮火射擊不到的死角轟擊。在海陸夾攻下，至27日上午10時，曆時兩天半的金門戰鬥基本結束。
從古寧頭突圍到島東南山區的人民解放軍剩餘部隊，因島小地窄，在幾萬國民革命軍的搜索下難於回旋與隱蔽。據後來得到的消息證實，第二四六團團長孫玉秀在沙頭附近被包圍，拒不當俘虜而自殺。第二四四團團長邢永生因重傷在東山溝被包圍，被俘後犧牲。第二五一團團長劉天祥犧牲後，政委田誌春率五十多人打遊擊，因彈盡糧絕被俘。第二五三團政委陳立華在打遊擊中陣亡。第二五三團團長徐博，在太武山的山洞中藏了一個多月，靠夜間出來到農田裏挖蕃薯維生。國民革命軍金門戰場指揮高魁元，在俘虜中查不到徐博的活人，也遍島尋不見死屍。高魁元不相信徐博會泅水逃回大陸，乃派兵反複搜山才將他找到。總結金門島登陸戰，人民解放軍軍失利的原因主要有兩個方麵：
首先，各種準備工作不充分。不僅船隻數量不能滿足需要，而且絕大部分船隻是以風力為動力的木質船，連稍具現代化色彩的機帆船都少得可憐。船工都是臨時征集的，船工不了解所駕駛的船隻，很多船工是泉州、福州人，不熟悉航道與潮汐，船隻與船隻之間也相互不熟悉，部隊與船工之間就更談不上默契。火力準備也不足。人民解放軍此戰隻有八十門七十五毫米和一○五毫米火炮，隔海擔負火力支援，口徑小，射程遠，觀測和通信都很落後，難以發揮作用，而伴隨登陸部隊的重武器更是屈指可數，麵對國民革命軍的坦克一籌莫展。
其次，情報判斷錯誤、登陸時間、地點不當。人民解放軍第十兵團對於胡璉兵團的走向捉摸不清，而早在10月10日攻占大小嶝島的戰鬥中，就已在俘虜中發現國民革命軍胡璉第十二兵團十八軍十一師的官兵，二十八軍將這一情報上報兵團，但人民解放軍兵團指揮認為是俘虜的謊報，並不相信。就在攻擊部隊登船之時，第十兵團已經確切知道胡璉兵團已在大金門登陸一個團，在小金門登陸五個團，雖然時間晚了一些，具體情況也有些出入，但是胡璉兵團開始增援金門已是不爭的事實！而第十兵團擔心胡璉兵團增援金門後，增加作戰困難，企圖搶在胡璉兵團主力登島前攻取金門。
此外，10月25日是一年中的大潮之日，當天最高潮在淩晨2時零4分，而人民解放軍登陸時間恰恰在淩晨2時左右，雖然可以利用高潮使船隻盡量靠近海灘搶灘，但卻埋下了如果不及時返航一旦退潮之後就會擱淺的巨大隱患！登陸地點雖然是金門島最適宜登陸的西部和西北部地區，但這一地區也正是國民革命軍的重點設防之處。
正是由於輕敵與急躁，才促成人民解放軍第二十八軍在船隻準備嚴重不足、火力不足、潮汐不明、敵情不清的情況下就倉促發起攻擊，因而以失敗告終。