沿路围堵的军警经过多次激烈枪战，在汉江南岸永登浦区大方洞（现属铜雀区）的「」（）大楼前遭受到重重围捕，与军警发生激战。24人最后在公车上引爆手榴弹自杀，其中20人当场死亡，而最后存活的4人全部在被捕后送上军事法庭，并被处以死刑，在1972年3月10日执行枪决。韩国国防部部长则在实尾岛一案发生两日后的8月25日辞职下台。2003年，韩国电影《zh-hant:实尾岛风云;zh-hans:实尾岛风云;zh-hk:实尾岛;zh-tw:实尾岛风云》以此事作为剧情背景。