但是随着解放军兵力的不断增强，"反共救国军"的骚扰式攻击越来越难奏效。为了争取与美国的合作，1953年8月，蒋介石决定增调正规军到大陈岛，派出陆军第四十六师，并由留美的刘廉一中将担任大陈防卫司令，取代胡宗南。刘廉一调整防务，安排正规军防守大陈本岛，"救国军"驻守周边的一江山、渔山、南麂岛。
但国民党军兵力的增强幅度，完全不能与解放军相比。随着台州路桥机场的落成，国民党军在大陈的海空优势尽失，刘廉一也只能勉励部属死守到底。最后他搭乘军舰离开大陈岛时感叹："什么都完了！"与胡宗南一样，刘廉一也没有再和解放军交手的机会。这两名大陈守将后来均抑郁而终，都只活了65岁。
