南日岛的枪炮声惊动了大陆的人民解放军和地方政府。驻福清沿海的部队接到命令后，即派海军陆战营，外加一个炮排和一个机枪排，从福清下海在南日岛西沙山湾登陆，增援南日岛。陆战营上岛后，因南海总队已长驱直入西半岛的腹部，胡琏采用把增援部队放进来打的战术，故增援的部队没受到敌人的阻击，便向南日岛的西面搜索，并迅速占领了九龙山和西户山高地，于11日晚占领了西沙的一个乡。
翌日，陆战营又继续向西进发，当前进到西半岛海墩乡草埔村时，受到南海总队的攻击，双方展开激烈战斗。增援部队且战且退，当退到西沙、港南交界处时，受到南海总队的包围，陆战营的全体官兵面对绝境，临危不惧，奋起反击，但终因寡不敌众，大多血洒疆场。部分突围出来的士兵向东蔡尾撤退，又受到南海总队的炮击，当场阵亡20多人，剩下少数士兵分散在山上和乡村中，有的陆续被捕、被杀，有的一直躲避到战斗结束。
与此同时，驻莆田大陆沿海石城地区的边防部队，接到增援南日岛的命令后，马上组织一个营的兵力，于11日下午2点分乘9艘机帆船，从石城码头下海，增援南日岛。当增援部队靠近后坎头准备登陆时，遭到第224团炮火的袭击，登陆口岸被火力封锁。增援部队的机帆船被击沉2艘，伤12人，被逼退回石城。12日，石城部队又派出2个排作为先遣队，希望抢先登陆后，掩护后援部队。由于组织严密，利用潮流迅速靠岸，于当日晚上6点在南日岛的坑口成功登陆。增援部队上岸后向南日粗山方向进发，中途遇到小股国民党军队，对方见援兵已到，未加反击即向后撤退。增援部队立即追击，击毙多人，生俘7人。随后迅速占领制高点，以掩护后援部队登陆。
南日岛的沦陷，牵动了中央领导的心。华东野战军第10兵团司令部根据中央军委的指示，命令中国人民解放军陆军第28军组织力量，收复南日岛。
从10月12日上午开始，连江、福清、莆田、惠安、晋江、同安、厦门等地的驻军进入紧急战备状态，并对南日岛呈包围态势。13日上午，驻福清、莆田的解放军部队开始用远程炮炮击南日岛周边海域，封锁南日岛通往金门岛的海上通道，一场大战一触即发。
面对大军压境，国民党军队四面楚歌，加上南日岛的给养有限，一个小岛一下子增加了6000多人，吃住问题难以解决。同时，因孤军深入，周边海面已被解放军封锁，蒋介石只好放弃长期占领南日岛的计划。10月13日，胡琏在接到蒋介石撤退的密令后，故意派人去购买水泥、石料、木材，说要在岛上建营房，长期驻守。到下午四点来钟，国民党军队在南日岛大肆抢掠一番后，由胡琏率领在当日晚上7点左右陆续从南日岛东西两处撤退。这样就躲过了解放军的海上阻击。
14日凌晨，中国人民解放军发起进攻，迅速在南日岛的众口岸登陆，但因岛上的国民党军队大多数已撤退，零星队伍马上被解放军歼灭。10月14日，南日岛光复。蒋军丢下了700多具尸体，只换取占领南日岛3天，反攻大陆的计划如昙花一现，瞬间即灭。但胡琏的名声却越来越大，美国《时代》周刊作了专题报道，称之为“常胜将军”。
此役解放军虽杀伤进犯的国民党军800余人，自身却损失1300余人。全岛一度被国民党军占据，岛上的党政机关和人民群众也受到严重损失。
这是福建部队自金门失利后的第二次失利，是28军自解放战争以来又一次大的损失。叶飞闻知，悲痛异常。
胡琏对进攻东山岛信心十足，志在必得。殊不知早已在叶飞的意料之中
南日岛得手，蒋介石兴奋异常，召开祝捷大会，给胡琏授勋，要胡琏在反攻大陆中做出更大贡献。是年12月，蒋介石拟从台湾、金门调动一部兵力进攻福建岛屿，并妄图攻占二三个县。面对严峻形势，中央要求福建军区不要依赖任何外援，以现有兵力粉碎敌军的进攻。彭德怀向周恩来提议，要中央让己调华东局工作的张鼎丞回福建主持党政工作，使叶飞能专心于军事领导。周恩来马上与张鼎丞通了电话，作了任务布置，并在12月26日将此情况报告毛泽东。28日，毛泽东亲自起草文件，以中央和军委名义，向华东局、华东军区、福建省委、福建军区并中南军区发出《加强防备，粉碎国民党军对福建沿海的进攻》的指示。指示还特别说明：“张鼎丞同志即回福建担任省委书记并省府主席，叶飞同志专任军事。在张鼎丞同志未到福州前，由他人暂行主持省委、省府工作，叶飞同志立即抽出身来全神贯注于对敌作战方面。从目前起两个月内是最至关重要的时机，务必唤起福建全军及沿海要地党政及人民群众充分注意对敌斗争，不得疏忽大意，致遭不应有的损失。”
1953年1月8日至10日，福建省委召开有省委委员和地委书记、专员参加的紧急扩大会议。张鼎丞和叶飞分别就形势和战备问题讲了话。
叶飞认为，如果敌人大规模登陆，除了坚守厦门，其它如漳州、泉州都可不守，避开我们没有海军无法切断敌人海上联系的短处，让敌进来，敌人的海军就发挥不了作用，其空军也是有限的，而“关门打狗”恰是我们的拿手好戏。本着这种思想，他提出了诱敌深入、然后集中优势兵力聚而歼之的战略方针和作战方案。