23日晚，牛元峰观察到红军包围圈的一个薄弱地带，趁着夜色率领部下突围，经过几番拼杀，牛元峰终于带队冲了出来。出来后，牛元峰考虑到自身力量薄弱，如果红军主力追杀来必然凶多吉少，于是决定分成3股从不同方向逃走。 发现牛元峰逃出去后，毛泽东急忙命令徐海东率领部队追击。徐海东向深得其信任的保卫干事詹大南下命令：“抓不住牛元峰莫回来！” 突围的3股敌人中一股是由团副官李洁堂带领，没有指挥经验的他面对红军的生死追杀，吓得魂飞魄散、慌乱不堪，除了自己保住性命，根本无暇顾及他人生死，更别提指挥部队了，他带领的部下也很快四散奔逃。牛元峰见状大怒，命令自己副官将其就地正法。 另外两股敌军看到李洁堂的死深感恐惧，只能拼命逃跑，而红军也穷追不舍，竟一口气爬了十几个山头。逃跑过程中，有的逃脱，有的被打死，最后跟随牛元峰的只有副官和卫兵等可怜的40余人。 为了活捉牛元峰，追击部队没有全力射击。24日早晨天快亮时，刘德裕和几个人体力不支，都跑不动了，躲在山上隐藏，却很快被红军俘虏。而牛元峰连续跑了一夜后躲在一个开阔的土坡，当下他也体力不支。面对越来越多追击而来的红军战士，他知道气数已尽，已无处可逃，于是命令副官向他开枪，枪响人躺，牛元峰当场毙命。