驻守在三河坝的二十五师，对主力在汤坑的失利全然不知。他们正在朱德的带领下，组织后勤支援，做群众工作，宣传党的政策，还把一部分枪支交给大埔县委和三河坝地区群众。但是他们很快发现，在淤口方向有许多敌人，摆出了进攻三河坝的模样。
10月1日，朱德带着师长周士第、党代表李硕勋等，仔细观察了三河坝的地形。他认为要发生战斗，如果二十五师还留在三河坝就是背水作战，这是兵家历来的大忌。于是，决定把部队转移到三河坝对岸的东文部、笔枝尾山、龙虎坑、下村一带布防，连夜构筑工事。师指挥部设在龙虎坑东边高地。朱德、周士第和李硕勋都在这个指挥所，准备随时迎击敌人。
战前，背着小斗笠，穿着短裤和草鞋的朱德在河滩竹林旁边，召集全师官兵讲话。他的一个坚定信念就是：要坚守三河坝，为向海陆丰进军的我军创造有利条件。他希望二十五师发扬会昌歼敌的精神，保持铁军的荣誉，战胜来犯之敌。
起义军刚刚布防好，敌钱大钧部10个团约2万人就气势汹汹地扑来。他们用20多条小船，在半夜顶着浓重的夜幕，开始偷渡。
当木船行到江中，早在滩头阵地上等候的起义军，凭借有利地形，按朱德布置的“半渡而击”，向敌人发起攻击，打沉了不少船只。敌人很快便集中兵力，用大炮和重机枪向二十五师阵地轰击，并越过封锁线，进到河这岸的石子笃山脚下。另一股敌人则从大麻街附近渡过河来，占领梅子崇一带高地。
二十五师参谋处长游步仁率领七十三团奋力出击。但敌众我寡，敌人占据有利地形。战斗中，游步仁腹部中弹，随后牺牲。
与此同时，一部敌军从汀江上游渡河占领了东文部，一些敌人过河后进到笔枝尾山脚下。
面对危局，二十五师七十五团猛打猛攻，几次击退敌人。但是强攻也付出了很大代价：七十五团团长孙一中负重伤；七十三团五连连长张子良牺牲；该团还有一名姓王的连长也牺牲了。
10月3日凌晨大雾弥漫。钱大钧借着大雾，驱兵从正面对起义军阵地形成半月形包围圈，又从西北面渡过梅江、汀江，对起义军实施偷袭。这一招果然见效。当起义军察觉钱大钧的企图后，已陷入被动。当他们奋力抵抗之后，钱大钧以超强兵力倾巢出动，渡江后抢占滩头竹林阵地。双方反复争夺，战斗一直僵持到午后。
下午3时，钱大钧部又调集许多迫击炮和机枪作掩护，拼命攻击。起义军虽经昼夜激战，又已粮绝，仍以死相拼。这时，另一股敌军强渡过江后，抢占了梅子崇一带，对起义军形成两面夹击，形势更为不利。
就在这个时候，朱德得到情报，知道黄绍竑部已从韩江下游开来，有与钱大钧联手合击二十五师之势。在这种情况下，朱德决定为了保存实力，立即撤出战斗，去追赶主力。同时决定留下七十五团三营做掩护，其余部队交替掩护，迅速转移。
在笔枝尾山顶担任掩护撤退任务的第七十五团第三营将士们，浴血奋战，打退敌人数十次进攻之后，子弹手榴弹全部打光，营长蔡晴川带头扑向敌人拳打口咬，全营官兵壮烈牺牲在阵地上。10月18日的广东《新闻报》从另一个侧面，报道了三河坝战斗的惨烈：此次国共两军恶战，为从来所未见。广州军用篷船24艘载兵到三河冲锋，贺军待船将靠岸，始开枪射击，全船军士连船夫尽遭击毙。现韩江两岸，死尸遍野，野犬食人肉，彻夜嗥叫，如同鬼哭。土人将尸骸曳之投河为之塞。7日，潮州湘子桥面一日之间捞起漂尸600具，交善堂殓葬。尸身上有缠红带者，有缠白带者，多为刺刀刺死者，或断头，或裂腹，有五官不全者，有四肢已断者，全尸者不及三分之一。现韩江沿岸苇丛中未及收捞者尚不可胜计也。潮州城中居民历来到韩江城外汲食韩江之水，自见浮尸之多，恐生疠疫，近日改汲井水，亦可想见当时战斗激烈之一斑矣。
朱德和周士第率领第二十五师剩余的2000人，在10月6日清晨撤出三河坝后，当夜兼程去追赶主力部队。
可是他们万万没有想到，主力已遭到比他们更加惨重的失败。当天晚上，他们抵达饶平以北的茂芝。第二天清晨，遇见第二十军教导团参谋长周邦采。他带着那支200多人的队伍。朱德问：“邦采，你怎么到这里来了？”这一问，周邦采一个硬朗的汉子扑簌簌掉下泪来：“朱军长，主力在汤坑作战失利了，潮汕也已失守。我手下就剩这200来人了！”
“恩来、伯承他们呢？”朱德也是大惊失色。“汕头全是敌人的探照灯，他们要是不走就危险了！”