与民军展开激烈枪战，双方皆有死伤。当日下午，各地民军自电台广播中获悉消息，纷纷赶赴台中并支援作战，与台湾中部地区多处国军的军事据点进行交战，自下午四时激战至晚上，夜雨中，枪砲声震动全台中市，国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