直到将近中午，小学校的一名侥幸躲过起义民众的督学逃奔下山，雾社发生起义才为当局所知。此事立刻震动了总督府。第二天，台湾的报纸大肆对所谓“凶蕃”进行渲染和声讨。总督府立即组织1100多名警察、800多名陆军以及1300多名军夫的讨伐部队紧急集结，开赴雾社。31日双方展开激战。
日本殖民统治当局还用加急电报报告日本政府，请求火速派兵增援。日本政府接到报告后，从本土派出多艘军舰和十几架飞机运兵到台湾，会同日本驻台的海陆空军和警察一起围攻雾社。日军在大炮和飞机的支持下进攻马赫坡等社。他们先用山炮猛轰，把马赫坡、罗得夫、荷戈、束库各社的房屋炸成一片废墟，然后调步兵发起冲锋。起义群众依靠断墙残壁的掩护，在枪林弹雨中跟敌人进行殊死的搏斗，使敌人每前进一步都要付出沉重的代价。
到1930年11月3日，各社相继沦陷，起义群众撤退到山地继续坚持战斗。
起义军中有不少百发百中的猎手，退到山地以后，他们在丛林中居高临下，向爬上山来的日军射击，一枪打死一个，使得日军裹足不前。日军用山炮对着山头乱轰，飞机也漫无目的地狂轰滥炸，森林燃起了熊熊烈火，迫使起义军向更深的山区撤退。日军竟敢冒天下之大不韪，向起义军施放了糜烂性毒气，使得起义军遭到重大伤亡。
虽然莫那·鲁道指挥起义民众进行了拼死抵抗，然而由于兵力火力对比大悬殊，只好决定率青壮年退守山林，并命各社老弱进入密林避难。一些老弱和妇女为坚定亲人奋战到底的决心，依据本族风俗，纷纷在密林中自缢。
莫那·鲁道率众退入山中的岩窟中进行坚守。这个岩窟凭借天险易守难攻。洞中有水且存有粮食。日军的大炮等重武器无法施展，莫那·鲁道还不断率勇士出击，袭击不熟悉地形的小股日军。日军一时无法取得进展，先派人前去招降，为莫那·鲁道所拒绝；继之又挑动与马赫坡等社结有宿怨的万大、陶珠亚等原住民部落进攻，也未能奏效。起义民众在洞中坚持了一个月，存储用光。日军见屡攻不下，于是决定采取最野蛮的手段，利用飞机先后投了800多枚毒气弹，致使起义民众死亡惨重。当年12月1日，莫那鲁道认为最后时刻已经到来，走入最隐蔽的密林之中自杀，尸体几年后才被发现。花冈一郎先杀死妻子，然后剖腹自杀。花冈二郎令其妻子逃往娘家，和其族中勇士也自杀而死。“雾社起义”至此失败。“雾社起义”使日本统治者大为震惊。为了杀一儆百，日本殖民者使用了最残忍的手段进行报复。不但将参加起义的诸社村落夷为平地，还对许多无辜的民众进行屠杀，并将人头砍下，以展示他们讨伐“凶蕃”的“赫赫战功”。马赫坡等参加起义的六个社原有1400多人口，经过日军的屠杀，仅剩下500余人。尽管如此，日本当局还要对他们斩尽杀绝。日本当局先将六个社的头目十余人以主谋的罪名加以拘押，然后秘密地全部处决。六个社余下的人口，当局将他们集中迁往雾社的罗得夫、西巴岛西社严密看管，并暗中唆使陶珠亚部落进行报复。
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