7月17日凌晨，人民解放军增援部队272团接替了公安80团的阵地，而第28军的第82师和第41军的第122师先头团等大部队也已渡海进入东山岛。凌晨5时，第122师的365团向五爹山方向的敌军展开攻势，以减轻我主阵地的压力。第82师的244团亦以迅猛的动作从左翼发起冲击。国民党军感到战局正朝着于己不利的方向发展，为避免被人民解放军分割包围，遂决定收拢部队，寻找有利时机尽快突围回撤。鉴于敌军已经动摇和准备溃逃，福州军区指挥机构果断决定，不待增援东山岛的部队全部到齐，即刻分西、中、东三路，向敌军发动全面反击。17日下午6点，三路反击部队合围湖尾沙滩。登岛的国民党士兵，眼见大势已去，争相夺船逃命，腿脚稍慢些的均做了俘虏。
是役，共歼灭国民党军3379人，其中打死打伤2674人，俘虏715名，炸毁坦克2辆，击沉小型登陆艇3艘，击落飞机2架，并缴获轻重机枪109挺、无后坐力炮2门、迫击炮26门、火箭筒18个，还有大批枪支弹药和军用物资。毛泽东评价说：东山岛的战斗不光是东山的胜利，也不光是福建的胜利，而是全国的胜利！
东山岛战斗结束后，美国顾问们拼命抱怨蒋介石军队的不济，有人说：“从装备和训练来说，决不在共产党之下，而在共产党之上，因为美国的东西总是世界第一流的；但在士气方面，蒋的部队就远不如共产党，有如李承晚的部队那样，一触即溃，像根糖做的手杖。”不久，在美蒋联合“检讨会”上，蔡斯便将满腹怒气全撒到了蒋氏父子身上：
首先我想起的，是你们说的：东山岛上居民一旦发现国军进攻，必然起来帮忙打共产党，而我们也必然在里应外合的情况下，攻占目标、消灭敌人。可是事实如何呢？据顾问们、舰长们在舰桥上望见的，当地老百姓迎接我们的是打击而不是欢迎。甚至有些女人，望远镜中可以看见她们挑着水桶，艰难地在流弹中向守军阵地行进。没有问题，她们是尽了供水送饭的责任。请问她们这样做，说明了一个什么严重的问题呢？其次，我们为什么要在这个时候出击？大家明白，除了表现国军的力量外，主要是予高丽前线以鼓励。如果我在高丽前线，听到这一仗的结果之后，心情恶劣，难以形容，我是如此，其他人的心情还需解释吗？我们的头面都打肿了，如果今天还有人惋惜国军没有参加韩战，乃引至韩战之糟；不如说国军幸亏没有参加韩战，否则韩战的溃败，恐怕会提早。
蔡斯只顾给蒋氏父子难堪，图一时痛快，岂料“太子”也不是一个省油的灯。蒋经国发言道：
中国有句古话说得好，叫做“胜败乃兵家常事”。譬如美国，这是一个使我们尊敬的国家，他们的军事天才，真是精彩之至，他们战无不胜、攻无不克。但在两次大战中，他们也有失败的教训，特别表现在敌前登陆，美国历史上的失败例子也不是一个。拿韩战为例，这两天打得更糟，美国的朋友公开承认，这是美国有史以来最大的战败！而今天的消息说，李大统领希望扭转局势的这一仗，败到天地失色，数以百计的美国顾问失踪了，再也没有回到部队。请问，我们能责备这些美国顾问失职么？讥讽他们无能么？埋怨韩国部队是草包么？不能！相反，我们要向美国致敬！致什么敬呢？那是因为在自由世界中，美国是反共的先锋，他们花了这么多钱、动用这么多人力、布置了这么多基地，他们反共再明白不过，并且举世闻名，因此我们要致敬！至于东山岛之战，主要虽然是国军，但更主要的是美国的力量！训练这1万多人的，是美国！装备这1万多人的，是美国！领导这1万多人的，是美国！策动并且主持这一次攻击的，是美国！而失败之后，并不以为气馁而继续要领导反共的，还是美国！请问美国有这样坚决的信心，难道我们不应该向他们致敬吗？
这番柔中带刚的话，算是将蔡斯挖苦了个够。
7月27日，朝鲜停战协定正式签字。8月7日，杜勒斯发表声明，称他与李承晚达成了协议，不排除用军事手段来统一朝鲜的可能性。8日，美国与韩国签订《美韩协防条约（草案）》。台湾当局对这种大树底下好乘凉的“美事”很是眼热，也迫不及待地向美方提出缔结防御条约的建议。美国出于自身利益考虑，既需要台湾这艘“不沉的航空母舰”，同时也担心台湾当局对大陆无休止的军事骚扰，总有一天会把自己卷入与共产党的直接冲突中去，所以也觉得有必要签订一个条约来约束国民党军队。于是，双方进行了频繁的接触。