如果叶志超能带领淮军坚守阵地，李经述带着城里的淮军杀出，内外夹击，日军肯定大败。但左宝贵一死，叶志超面对日军强大的火力，心理防线竟然奔溃，带一万多名兵狂逃一百多里，退守平安府。

当时，天空下着大雨，叶志超带着残兵败将，恐日军截杀，不敢走大路，光挑荆棘密布的羊肠小路，很多士兵的军服和脸都被荆棘所破，惨不仍睹。日军一路追杀，淮军死伤六千余人，而日方只损失两百人。

李经述带五千淮军出汉城，叶志超早已逃之夭夭，王士珍一看叶志超驻防的牙山，对李经述说：“此处地势低洼，孤险无援，叶志超竟然在此驻兵，真是没用兵常识，天下第一等蠢材，难怪会大败！”

李经述默然不语，为了避免更大的伤亡，他决定立即接管叶志超的淮军，于是带兵连夜赶往平安府，叶志超竟然给李鸿章发电报，谎报军情，说牙山一仗，淮军大捷，淮军死伤二百，日军伤亡两千！

李经述收到消息，强压住内心的怒火，把叶志超和一些淮军将领请来营帐中议事，叶志超到了之后，李经述马上命袁世凯带亲兵把叶志超五花大绑，叶志超反抗，大叫：“老子也是提督，你凭什么抓我？老子跟中堂大人打仗时，你还光着屁股呢！”

李经述听了面色突变，拔出袁世凯送的匕首，众将以为李经述要杀叶志超，一半默然不语，也有将领站出来替叶志超求情：“提督大人，大敌当前，杀大将恐会乱军心！”

叶志超长期习武，体格非常健壮，长着稀疏的胡子，脖子圆滚粗胖，脑袋后面拖着一条粗壮的辫子。袁世凯带着两个亲兵，费了九牛二虎之力才把他按倒在地。

李经述拿刀上前，怒斥叶志超：“我全权指挥在朝军队，你不听军令不入汉城在先；两万淮军对付五千日本陆军，竟然不到两个时辰就溃逃，贻误军机，导致淮军伤亡惨重；兵败之后，竟然还谎报军情，还有，中堂大人每年拨付给你的军费，一年少说也有几十万两，你去营地看看，你的兵，连一双像样的鞋都没有，他们打仗时穿草鞋，平日则赤脚，士兵们五年没发新军装，只在胸前和背后缝上‘兵’的大布块！你自己却天天酒宴笙歌！这样带兵，打起仗来能不溃不成军吗？刚开始不惩罚你是怕动摇军心，今日若不严惩你，莫说死去的几千兄弟们不答应，你的兵都不答应！”

说完，李经述抓起叶志超又黑又粗的辫子，一刀割掉，这在当时，等同于“杀头”，李经述道：“今日两军对阵，我姑且念你跟随中堂大人多年，暂且饶你不死，收押入狱！”

叶志超本来就贪污军饷，飞扬跋扈，李经述逮捕了叶志超，大快人心，众将惊愕，对李经述大为信服。李经述收编了剩下的一万多名淮军，整编成二十营，多派北洋军官学校出身的军官指挥，和自带的五千淮军一起，迅速回攻汉城外大鸟圭介带领的日军。