登州失守的后果是灾难性的。叛军裹挟了山东兵和一部分城内丁壮之后，有了上万兵力。孙元化用一年半的时间积攒下的十万两银子、三千匹马、二十多门红夷大炮、三百多名其他各式西洋炮全部落入了叛军之手。张可大的兵马损失惨重，只剩下了四百多人，连张可大等人的家眷都失陷在城中。双方实力差距悬殊，蓬莱水城的失守只是时间问题了。
但是孙元化死活也想不通，东江兵为什么会背叛他。他给东江兵的待遇比对一般的士兵更优厚，对李九成、孔有德、耿仲明这些将领更是信用有加，他们为什么还要谋反？起初孙元化还以为只是普通的粮饷分配问题导致的矛盾激化，但是从事情之后的发展来看，叛军显然是早有预谋。先是挑拨地域矛盾，激起兵变，制造混乱，随后便以各家将领的亲兵抢占城内要点。这绝不是普通士兵一时愤怒惹出的事端，而是东江将领们精心策划的阴谋。
在撤到蓬莱水城的军队中，有一个人格外地愤怒。这个人的名字叫作冈卡沃·特谢拉·科雷亚，中国人一般称之为“公沙·的西劳”，他便以“公沙”作为自己的汉名。这个葡萄牙人曾经参加过抵抗荷兰人对澳门进攻的战斗，他和神父陆若汉一起从澳门带着三十一名雇佣兵来到登州为明朝效力，帮助孙元化训练新军。
但没想到的是，他的学生们就像中国童话里那头向猫学习捕猎的老虎一样，学成了本领之后就立刻用来杀害自己的老师。然而公沙却忘记像猫一样留一手上树的技能。在从登州突围的战斗中，他的部下包括副手鲁未略在内有十二人阵亡，十五人负伤。公沙本人也受了伤，若不是张可大的亲兵拼死保护，他也要交代在登州了。
公沙希望孙元化立刻调集他辖下的其他军队去消灭叛军，他虽然懂大炮，却不懂中国官场的运行规则。孙元化作为巡抚，任务是协调将领们的行动，并不能直接指挥府州县的官员，因此失去了登州积蓄的物资之后，他不能直接强行征调地方上的钱粮，只能劝说官员和士绅们出钱。后来的孙传庭正是因为违背了这一原则，直接强硬地向士绅要钱，招致了陕西士绅的攻击和崇祯的怀疑，把自己的命送了。所以，孙元化要筹措反攻登州的资金需要很长时间，而蓬莱水城绝对撑不了那么久。
所以，他们能做的事就只有一个了：撤退。
幸好有周文郁的水师到来，孙元化把张可大部、葡萄牙佣兵和自己抚标的少数残部都装上了他的船，此外还有水城的炮匠、船匠等各行工匠。登州的水师自己有船，又把港口中的商船全部强征，各自装载士兵和家眷逃命。每一艘船只都是超载，由于船只有限，工匠们的家眷只能留下，水城之中到处都是生离死别的号哭之声。
很多工匠舍不得骨肉分离，官兵便强行抓人，把人捆上船去。如果孙元化不这么做，这些工匠要么在官军围城时变成粮食，要么被叛军裹挟到辽东去。现在用强，至少能救他们，如果心软，那就一个也救不了。
水城中也有辽人，山东兵和辽兵很快就互相攻杀起来，场面一片混乱。有的辽兵想拉走舰队，当即遭到其他军舰的炮击，有的辽人没想反叛，却也稀里糊涂地遭到了攻击。水城内外到处起火，喊杀声、哭号声震天动地。
谁也顾不上落在后面的人，各船纷纷拔锚起航。此时北风正劲，船只从蓬莱水城向西南的莱州进发困难不大，但风助火势，大火很快席卷了囤积着大量木材、桐油、火药的水城。来不及上船的人、因船只碰撞落水的人，在水火之间哀嚎挣扎，一派地狱景象。