薛岳殘部分路南逃後，我渡海作戰兵團即部署部隊分東、西、中三路大軍展開追擊戰。
從4月24日開始，40軍主力和43軍128師、瓊縱3總隊、5總隊及獨立團組成東路追擊部隊，經萬寧、陵水兩地直插榆林、三亞地區，以切斷敵退路。
這場比誰跑得快的戰鬥，我軍打得游刃有餘。也許是殘敵自知大勢已去，幾乎沒有哪個部隊敢停下腳步負隅頑抗，他們唯一的希望是盡快逃到海邊，坐上軍艦也如他們的最高長官薛岳一樣，到台灣去避開這場充滿戰火硝煙的噩夢。
這樣一來，我軍在連續作戰、毫無休整、極度疲勞的情況下，依然士氣旺盛，個個奮勇殺敵，人人力爭奪功。40軍118師的1個加強營，乘繳獲敵人的汽車沿東線環島公路展開追擊，到第2天上午追上一股敵軍，當即抓獲2000餘名俘虜，其勢猶如牧民趕羊。
4月27日早晨，靠「鐵腳板」追擊的118師、在萬寧地區截住敵32軍大部和62軍殘部，並在該地的烏場港內對正在往4艘趕來接運的敵艦上撤退的敵軍發動攻擊，當即擊傷其中的3艘，抓獲敵兵3000餘人。
40軍119師在大追擊中殲滅敵62軍151師師部及2個團的殘部，俘虜中將副軍長兼151師師長韓潮及其官兵800餘人；並於30日上午佔領了敵空軍在三亞的機場。
43軍128師在陵水的新村港截殲候船逃跑的敵軍2000餘人，並乘勝佔領了榆林、三亞兩港。
西路追擊部隊由40軍118師一部組成，水陸並進，配合中路友軍追殲敵第三路軍。中路追擊部隊由43軍軍部率129師及127師38O團組成，該部在遠距離追擊作戰中，克服種種困難，晝夜兼程，終於在4月30日趕至小嶺、北黎、八所地區，將敵4軍286師和90師1個團截住，在西路友軍和瓊縱1總隊的協同下，將其全殲，捕獲敵286師少將副師長邱國粱及其官兵3500人。
1950年5月1日上午，我軍佔領北黎、八所，海南島全境獲得解放。
在這次解放海南的渡海作戰行動中，我軍共殲滅敵軍5個師9個團，總計33，148人，其中俘虜26，469人，繳獲火炮418門、飛機4架、坦克和裝甲車7輛、汽車140輛，擊落敵機2架，擊沉敵艦1艘，擊傷5艘。我方亦傷亡4614人，其中400餘人是在海戰中犧牲的。
〔取材自徐焰《金門之戰》（《中國廣播電視出版社》1992年2月版）；沙力、閩力《建國後中國國內10次軍事大行動》（《四川科學技術出版社》1992年11月版）；洪學智《英明的決策，輝煌的勝利——解放海南島渡海登陸作戰紀實》（《海南日報》1990年4月30日）；王文德《憶渡海戰鬥》（《海南日報》1990年3月1日）等〕