戰役背景
1949年中華人民共和國政府成立後，繼續追擊國民黨的軍事力量。此時舟山群島、大陳島、一江山島與海南島等中國沿海島嶼仍在國民黨統治之下。10月3日，解放軍攻占舟山金塘島，失守。10月18日，解放軍21軍61師攻下舟山群島的桃花島，並積極準備攻打桃花島以北僅0.54浬的登步島，企圖占領登步，進取定海。國民黨政府為保衛舟山島，也隨即將登步島列為守御重點，派遣87軍221師駐防，復令67軍與87軍主力，於舟山本島待命保持機動，隨時支援各離島之戰鬥。
戰鬥經過
國民黨方面
根據國民黨軍方面的記載，11月3日下午四點，解放軍開始以重炮炮轟登步島，八時61師181、182團以五十艘船載10,000人攻打，守軍舟山防衛司令部的石覺將軍，電令67軍劉廉一軍長率75師與67師，先後納入87軍朱致一軍長指揮以增援登步守軍。守軍第87軍221師，加一山炮連約8,000人反擊，但傷亡頗重，十一時，登入解放軍已達七千多人。共軍並於4日午夜一時約三千人進犯，連陷流水岩、炮台山。十點守軍第67師收復炮台山。五日半夜解放軍再度增援，直到五點始退。九點守軍攻流水岩，十二點克之。六日三時守軍出擊，六十七師攻克野豬塘山南端及蟶子港、天后宮、大岙等地。解放軍於四點被圍直到七點撤退。八時清掃戰場，登步島血戰三日夜，至此獲得勝利。守軍經過三天的戰鬥擊退解放軍，按照國民黨軍方面的史料，所謂的登步島大捷“殲敵逾萬，俘虜五、六千人之多”，又說殲滅解放軍5,000人、俘虜1,521人。 戰後，于右任曾在登步島的烈士墓碑上題字曰：“登步復登步，踏進中原路，再造新中國，靈兮其永護，香放自由花，圍繞英雄墓。白骨黃土，千古留芳，沖天浩氣，日月爭光。”
國民黨軍官方宣稱是“繼金門大捷之後再一次獲得光輝的勝利”，並認為，登步島大捷與古寧頭戰役的兩次勝利，使得解放軍一時之間不敢冒然進行島嶼登入戰，鞏固了當時國民黨對台灣的統治。
解放軍方面
根據中國人民解放軍戰史記載，解放軍61師於11月3日晚八時開始攻擊登步島，首批登入部隊為7個連隊，趁夜色順利占領流水岩、炮台山等制高點，但未能在天亮前按預定計畫占領雞冠礁碼頭，導致後續援軍無法順利上岸。而守軍則迅速利用碼頭於4日凌晨6時30分增援了一個團，扭轉戰局。
4日晚九時，61師除181團外的其餘部隊終於登入登步島成功，解放軍兵力達到兩個團，但是同時守軍的又一批援軍也抵達登步島，使得島上的軍力達到了六個團。5日傍晚，解放軍決定撤退，至當日午夜，成功撤回桃花島。
根據解放軍的戰報，登步島戰鬥共擊斃、擊傷、俘虜守軍3394人，解放軍死380人，傷953人，無一人被敵軍俘虜。
解放軍方面認為，登步島戰鬥打破了國民黨軍製造又一個金門戰鬥的計畫，達到了殲敵的目的，更重要的是為此後的登島作戰提供了寶貴的經驗。登步島戰鬥後，解放軍方面的戰鬥重點轉向奪取制空、制海權方面。不久，當解放軍切實掌握制空權後，守軍被迫從舟山群島撤走。5月16日，全數守軍撤出舟山群島。解放軍華東野戰軍7兵團21軍於5月16日首先進占登步島，之後華野21軍、22軍、23軍陸續進占全部舟山群島。至此，登步島被解放軍解放。
戰鬥序列
國民黨軍 中國人民解放軍
總指揮朱致一 總指揮胡煒
中華民國陸軍87軍軍長朱致一 21軍61師師長兼政委胡煒
87軍221師師長吳淵明 21軍61師182團團長陶繼藩，政委程祖光
87軍221師66l團代理團長吳錫麟 21軍61師183團團長杜紹三，政委劉傳新
87軍221師662團（欠第2營）團長陳謙 21軍61師偵察連
67軍軍長劉廉一 21軍61師警衛連
67軍75師224團團長肖宏毅 21軍61師九二步炮連
67軍67師199團團長汪敬熙
67軍67師200團團長顏珍珠
67軍67師201團團長李向辰
67軍軍部警衛營
國民黨海軍艦艇6條
國民黨空軍戰機114架次
