二名高票，进入第二次投票。在第二次投票中，叶廷珪整合台南市党外势力以46,156票击败黄百禄的22,435票当选。成为台南市历史上第一个党外市长。根据中国国民党方面文件，在第一届市长选举第二次投票前，叶廷珪即曾北上会面国民党台湾省改造委员会主任委员倪文亚请求加入中国国民党，并获台南市党部受理。。在1954年第二届台南市长选举中，国民党提名议长杨请角逐台南市长，不满未获提名的叶廷珪最后违纪参选，以30,191票败给杨请的47,685票，连任失败。叶廷珪在下野后，一度寄居妻家新营，但仍时常回台南市活动。