红四军出击赣南，虽然牵制了数旅敌军，但却未能达到解井冈山之围的目的。“围魏救赵”的策略未能奏效。井冈山的危急没有解除，红五军面临着严峻的考验。
当红四军主力下山时，何键派出了部分部队围追，但并未松懈对井冈山的包围。他命令各路部队，以步步进逼的方式，紧缩包围圈。
初来乍到的红五军，要在强敌的围攻下固守井冈山，确非易事，加之红四军主力远赴赣南，井冈山兵少弹缺，要在各处设立坚固的防线，几乎是不可能的事。红五军的部分指战员曾对留守井冈山不太理解，想返回湘鄂赣边区。彭德怀、滕代远则从大局出发，劝说红五军的将士，以大无畏的自我牺牲精神，担负起了守山的重任。
1月26日，湘赣两省敌军完成了对井冈山根据地的进攻准备，10余个团的部队云集井冈山下，连何键也将指挥所从萍乡移到了莲花，以便亲自督战。
27日，湘赣两省敌军对井冈山发动了全面进攻，其中进攻的重点是黄洋界、八面山和桐木岭三大哨口。敌人先是用山炮猛轰各个哨口的防守工事，然后用重兵轮番进攻。坚守在各哨所阵地的红军将士，顽强地抗击着敌人一次又一次的疯狂进攻。
战斗异常激烈，密集的炮弹像雨点般落在红军阵地上，敌军的攻击也是一波接着一波，不时有红军战士中弹倒下。
条件非常艰苦，天寒地冻，被炮火打塌的工事很难修复；连续的战斗，使红军战士得不到片刻的休息，饿了吃点炒米，渴了吃把雪，困了用稻草一裹，就睡在阵地上。
这样的鏖战，整整持续了3天3夜。
防守八面山哨口的是彭包才率领的红五军第十大队和教导队一部，仅有100多人，而他们面对的却是敌吴尚部的3个团。敌人在山炮、机枪的火力掩护下，轮番向哨口发起攻击。守山的指战员们，在数十倍于己的强敌面前，毫无惧色。他们凭借地势，英勇顽强地与敌人展开了殊死搏斗，击退了敌人的多次进攻。最后，子弹打光了，工事全部被炸塌了，100多名红军指战员几乎全部壮烈牺牲。
桐木岭哨口分白银湖和梨坪两个阵地，分别由贺国中率领的红五军第八大队和宁冈赤卫大队、黄云桥率领的红五军第九大队把守。亲身参加了这一守卫战的李聚奎将军后来回忆道：“敌人进攻白银湖的战斗也是异常紧张的。我们在梨坪的山上，就听到白银湖那边的机关枪‘扑噜扑噜’地响，像煮稀饭一样，一直不停。敌人白天猛打，晚上偷袭。贺国中同志亲自带着八大队坚守，那几天，雨雪交加，工事里泥泞有半尺来深，坐不能坐，睡不能睡。就在这样十分困难的情况下，整整坚持了4天4夜。”后来，白银湖阵地被敌人突破。敌军很快占领了桐木岭，并直逼井冈山的核心地区——茨坪。
黄洋界哨口仍然是敌军进攻的重中之重。敌人投入的兵力是湘敌吴尚部的3个团，而驻守哨口的则只有李灿率领红五军第一大队及徐彦刚带领的三十二团一连，总共只有200余人。虽然敌我双方力量对比悬殊，但守山的红军指战员发扬勇敢战斗的精神，凭借险要的地势，与敌人激战了3昼夜，仍牢牢地控制着哨口。
敌人见正面强攻屡屡失手，乃设法偷袭。他们用金钱收买了黄洋界下斜沅村一个名叫陈开恩的游民，并组织了一支700余人的“敢死队”。29日晚，陈开恩带着“敢死队”沿着他平时捉石蛙走过的一条小溪，在深山幽谷中转悠了一夜，竟然绕过了险峻的黄洋界哨口，直接插到了小井村。
形势急剧逆转，敌军直接攻进了山，不仅使黄洋界的防守失去了意义，而且使坚守在黄洋界的红军腹背受敌，处于危急之中。前有正面进攻的敌人，后边偷袭的敌人又截断了退路，左右两边是危崖陡壁，下面是万丈深谷。在这紧急关头，大队长李灿、党代表张纯清和三十二团的徐彦刚指挥部队一面抗击前后夹击的敌人，一面解下绑腿，结成长绳，攀崖而上，撤出战斗。
敌军一窝蜂涌上了黄洋界哨口……黄洋界、八面山和桐木岭三大哨口相继失守，井冈山根据地顿时失去屏障，敌军三路重兵直逼茨坪，红五军军部处于危险之中，千余名红军指战员和赤卫队员处于被分割包围的境地。
继续打下去，势必付出更大的牺牲。为了保存有生力量，彭德怀和滕代远等紧急商议后，果断地决定收拢队伍，撤离井冈山。
于是，分散在各处的守山部队迅即集结，向遂川方向突围。
1929年3月7日的《湘赣边特委信》记叙了突围的情形：“当时，冲出五井部队有五军四五百人，遂川赤卫队与留山赤军教导团及伤病兵徒手千余人。因此时天气寒冷，山路崎岖，行动非常迟缓，兼之残败之余，指挥难于统一，等到五军冲到遂川大汾地方时，敌人已布置堵截，结果大汾一段，五军虽无大多损失，而遂川武装及伤兵老小徒手，均被敌人击散。”
敌军耀武扬威地开进了井冈山，他们疯狂地烧杀掳掠，对根据地实行惨无人道的“三光政策”。在小井，敌人抓获了无法突围的100余名红军重伤员，竟野蛮地将他们集体枪杀在一块稻田中。
井冈山笼罩在一片白色恐怖之中。
不久，敌军又向与井冈山军事根据地呈犄角态势的九陇山军事根据地发动了猛烈进攻，刘作述、鄢辉等指挥永新、莲花、茶陵县赤卫大队，凭险进行了顽强的抵抗，但终因寡不敌众而失败。
井冈山根据地全部沦陷。