军部队陷入重重包围，试图突围失败，国军部队于当日晚间十时许缴械投降。至3月4日，民军共攻取台中市政府、台中市警察局、台中县警察局、台中市宪兵队、台中团管区司令部、台中军械库六处、台中广播电台、台中电信局、专卖局台中分局等重要机构。3月4日上午10时，台中水湳「空军三厂」（第三飞机制造厂）少将厂长云铎与民军谈和并交出武器，此时台中市区以及近郊悉数为民军控制。3月5日上午，虎尾、嘉义、高雄、台北各地的民军都向台中作战本部求援，作战本部乃将弹药交付支援作战。3月5日下午，谢雪红另组「特别志愿队」支援虎尾机场的战斗