民党和三青团合併成立新的国民党第六届中央执行委员，他被选为中央监察委员会委员。1947年12月第五兵团在河南省西平县西南方的祝王村寨、金刚寺一带被围，李铁军率少数残部突围而去。1949年转至海南岛防卫，任海南防卫总部副司令兼第二路军司令，海南撤防前往台湾；在台未任公职，后与夫人随子女移居美国。
晚年.1980年1月，蒋经国致函李铁军：1997年，李铁军曾回广州探望分别了47年的两个女儿。2002年6月9日逝世，葬于美国加州圣荷西。