孟良崮戰役中，號稱「國軍五大主力之一」的整編74師全軍覆滅，蔣介石的心腹愛將張靈甫也被擊斃，此戰充分暴露出國軍內部的勾心鬥角。當時74師居於戰線中央，附近有幾十萬友軍，但全力支援的卻寥寥無幾，他們為了保存實力，大部分選擇消極怠工。特別是離得最近的83師，更是在李天霞的指揮下「袖手旁觀」。他只派了一個連攜帶電臺接近74師冒充是執行掩護的19旅，並命令最靠近74師的57團可以隨時撤退，這無疑是把張靈甫推向火坑。
因此張靈甫和74師的失敗，很多人把原因歸結到國軍的救援不力，尤其是李天霞。孟良崮戰役後，蔣介石大發雷霆，決心徹查此事，李天霞首當其衝被處罰，差點就地槍決。那麼在此之後，李天霞哪裡去了呢？我們接著往下看。
眾所周知，因為李天霞在孟良崮戰役糟糕的表現，老蔣本來直接給他定了個死罪。但此時國軍內部腐敗黑暗，李天霞找點關係，用錢財打點一下，愣是被保釋了，繼續過著逍遙快活的日子。沒多久，國軍前線戰事吃緊，李天霞又被重新起用了，擔任過第37軍軍長，第73軍軍長。在平潭戰場上，面對強大的解放軍，李天霞率73軍沒抵抗多久，就偷偷坐上軍艦逃往臺灣。
看到「成事不足，敗事有餘」的李天霞，老蔣氣不打一處來，把他和李延年關了入死牢，準備殺一儆百。這個消息一傳出來，「二李」的那些軍中摯友開始頻繁求情，還去說服宋美齡。但所謂「死罪可免，活罪難逃」，李天霞和李延年最終被判處有期徒刑。值得一提的是，李天霞還請求「調服兵役，戴罪立功，」，來到了金門前線。此時的李天霞，早已失去一切實權，昔日的威風蕩然無存。
1955年，李天霞又棄軍從商，但他沒那個頭腦，很快連老本都賠光了。可李天霞出手闊綽，為了維持他舒適的生活，甚至編造謊言到處騙取錢財。最終李天霞鋃鐺入獄，曾經的妻子嶽景華也與他離婚。晚年的李天霞生活艱難，要自己買菜做飯。1967年2月10日，李天霞與世長辭，終年60歲。