当起义军正同陈济棠部陷于苦战之时，黄绍竑这个老练的军人乘虚而入，已密令部队绕道朝着起义军后背运动。
驻守潮汕一带的是警卫司令周逸群和他的第三师。说是一个师，其实主要是一个教导团，大约上千人，都是新参军、缺乏训练的学生，其中包括将近三分之一的伤病号。他们对潮汕周围的敌情一直并无觉察，这两天还在忙于筹款，打土豪。
29日下午，在潮州的周逸群接到命令，说敌新编第二师及第十三师，28日由汤坑至留隍，向潮州前进，最快亦须两日路程，望死守潮州，并派第七十团之第一营协同死守。
周逸群大为叹气：潮州无险可守，命令如此，只好勉强支持待援。他又从命令中得知，主力于29日拂晓向汤坑之敌发起攻击，估计打败王俊部没有问题，只要等到大部队回师来援，一切都可安然无恙。他还是做了一些准备，匆忙将派到乡里剿匪的人马收拢来，准备守城。他不知道来犯之敌有9000之众，并正以急行军的速度包抄过来。潮州城四周的敌情像乌云一样层层卷来。甚至海面上还停泊着一艘国民党的飞鹰号军舰，曾有上百名敌军从舰上乘小划子登陆，企图袭击起义军。好在他们人太少，只经十多分钟就败退回去。
到了30日上午9时，敌情顿时紧急起来：有备而来的黄绍竑部与第三师教导团的第三总队接火，一直打了两个小时，潮州地形一马平川，易攻难守，在敌军猛烈炮火袭击下，阵地已渐渐不支。周逸群虽是文官，毕竟在黄埔受过训打过仗，大兵压境仍有章法。他一面命令教导团第一总队增援，以第二总队扼守铁道，一面电调第六团。主阵地上的起义军正在死守。炮火掩护下 的敌人敢死队在轮番冲击，炮弹如雨，打得树杆着火，低洼地处已有血水在淌。调来的三师六团是南昌起义前半个月才组建的一个团队，绝大部分是新兵，现在也打红了眼。激战数小时后，子弹打光了，就在牺牲者的身上翻找。有的甚至利用战火短暂的间隙，冒死滚到敌人尸堆里去捡回枪支子弹。打到后来，他们就把石头和圆木顺山坡推下去拦截敌人。
到了下午3点多，黄绍竑将1个团从起义军身后插过来。这下潮州城腹背受敌，陷入绝境。士兵们只有以死抗争了，有刺刀的上了刺刀，赤手空拳的拦腰抱住敌人，拼命厮打。整个阵地成了肢断躯裂，尸横遍地，血迹斑斑的屠场，草草挖成的堑壕崩塌了，活着的也是满脸血污。
敌人很快突进潮州城。第三师司令部也面临覆巢之险。新委任的潮州行政委员长陈子坚，这天下午正召集潮州大字号的商人开会，商议筹款问题。会没开完，枪声已在街面上响起，不得已赶紧撤退。后勤部门和粟裕他们已筹集到了大批冬衣、物资和60万银元，来不及搬走，都丢给了敌人。周逸群的指挥部被包围，教导团全被打散，他只好带着几十个随从冲出重围，向城外河边退却。走了十余里，遇上溃散了的第六团第四连部分士兵，刚要拔腿，又被敌人发现，并合围上来。
周逸群不敢恋战，赶紧率众沿铁路线向汕头方向撤离。周逸群因久等总指挥部派出的第一营迟迟不到，料想主力军已经失败。汕头同样战云密布。
起义军主力分散出击之后，汕头就剩个空壳子。而且汕头面临大海，后背失去保护，处境非常危险。保卫革命委员会的是一支由李鸣珂率领的不满40人的手枪队；还有李立三掌握的第三师教导团的一个总队，只够维持秩序。而且前两天还发生过一次反动势力的暴动，又牵扯了一部分兵力。
周恩来和郭沫若在揭阳没有多呆，等他们赶回汕头时，周恩来已经重病难以支持了。不用说，张太雷带来的消息增加了他的精神负担。他发着高烧，神情恍馏，眼前模糊不清，脑海里常常出现虚幻，以至躺在床上也要喊着“冲啊冲啊”。郭沫若也是焦急万分，请医生来看，说是恶性疟疾，需要休息。打了针以后，周恩来清醒一些，就叫身边的副官吴东，说天快凉了，去订购2000件军棉背心，好过冬。
外面的炮声已渐渐接近，他交代做保卫工作的陈公培，重点保护好林伯渠、吴玉章、张国焘、谭平山等领导人。陈公培手里也就一连人，而且多是非战斗人员。许多革命委员会要员都住在城外老百姓家里，只好派人一个个通知。郭亮找到姜襄父子时，他们正在睡觉。郭亮没有惊动姜济衰，只把姜襄带到周恩来处。姜襄进去时，坐了5分钟无一人说话。郭亮又将姜襄带出来，告诉他：“我只叫你一个人出来，是怕你父 母知道了难过，现在打了败仗，我们要拆伙了，你赶紧布置遣散你们的随从人员，只留你父子俩人，紧跟谭平山，一步不要离开。”炮声再次响起。
周恩来对刘伯承说：“赶紧往普宁撤吧，再晚恐怕出不了城。”
卫士将周恩来扶上担架，给他身上围了一条毯子。亏得周恩来他们撤得及时。不然这些领导人插翅难飞——敌人海上的军舰不知底里，误以为起义军早已退尽。又存最后捞一把的念头，所以28日下午3时半，在飞鹰舰开炮掩护下，80名宪兵分乘两只拖轮登岸。一时炮声轰隆，军舰还用汽笛发出“无畏无畏”之声，以壮声势。上岸的宪兵分为3队，一队从邮局攻公安局，一队攻升平路，一队出福平路。
而起义军的领导机关全在大埔会馆。宪兵一见机关门口还有不少起义军，顿时着起慌来。对打到傍晚，飞鹰舰上吹起收兵号，宪兵急忙回船，一点人数，失散30名。就在停火后一段时间里，起义军的领导机关撤出汕头。
黄绍竑的部队这才赶到向普宁行进途中，张国焘遇到从前线回来的聂荣臻。
聂荣臻对汤坑之战很不满意，他认为这次失败完全是指挥失当。参谋团没有研究透敌情，只顾将部队开上阵地去打硬仗。叶挺同志是位猛将，这次也是硬攻，不顾一切地硬攻，等到气力用完了，连退却也弄不好了。经过这次惨痛的失败，以后如果再举，非大大记取这一次的教训不可。
张太雷也在队列里。走了一段时间，他才化装转回汕头，取道回广州。临分手时， 他对起义军的领导们说：“果不出中央所料，暴动终于失败了。现在只有照着中央的指示执行。”
众人都不好说什么。天正下着毛毛细雨，趁着雨雾，从汤坑撤下来的一部分人，赶到了城东韩江码头。城里已经被敌人攻占，码头上部队混成一团，正等着渡河。他们想来汕头找自己的部队。当半夜时分，他们赶到澄海近郊，却见汕头方向闪射出了一簇簇的探照灯光。这时候他们确认，汕头肯定已被敌人占领。大家已经走得很累，现在一下都坐在地上：默默地注视着夜空里闪射着的探照灯光，队伍里又紧张又寂静。看来大家的心情是一样的，都悬着一连串的问题：主力怎么样了？革命委员会在哪里？我们该到哪里去？
正在犹豫中，教导团的参谋长周邦采打破了寂静：“同志们，到三河坝去吧，找我们的二十五师去！”
“对！”大家七嘴八舌地应和着。这样的情况下，只要有人负责，提出一条可走的路，大家都会响应的。大家匆忙弄了点饭吃，休息了一下。在天快亮时，队伍又集合起来，趁着拂晓前的微明，沿着韩江，返回头向饶平前进。