Đợt 1 (2-17/12/1964): rạng sáng 2/12, trong khi một bộ phận bộ binh, súng cối của Trung đoàn 761 bao vây, kiềm chế chi khu quân sự Đức Thạnh, Đại đội 445 tỉnh Bà Rịa nổ súng tiến công “ấp chiến lược” Bình Giã nhưng không dứt điểm, gần sáng phải rút ra ngoài. Sáng 3/12, địch cho Tiểu đoàn Biệt động quân 38 đổ bộ bằng máy bay trực thăng xuống tây nam Đức Thạnh để giải toả, khôi phục ấp Bình Giã. Bộ Tư lệnh Chiến dịch chủ trương tiếp tục tiến công Bình Giã, tạo áp lực mạnh ở khu vực này, buộc địch phải ra giải toả để ta tiêu diệt. Đêm 7/12 ta sử dụng Đại đội 445 và 1 đại đội của Trung đoàn 762 tiến công Bình Giã lần 2; Tiểu đoàn 3 (Trung đoàn 761) và Tiểu đoàn 5 (Trung đoàn 762) đánh thẳng vào chi khu quân sự Đất Đỏ; lực lượng pháo binh Miền tập kích hoả lực vào các chi khu Xuyên Mộc, Đức Thạnh, căn cứ huấn luyện biệt kích Vạn Kiếp.

Trung đoàn 762 đánh ấp chiến lược Bình Giã

Trước áp lực ngày càng tăng của ta ở Bình Giã - Đức Thạnh, ngày 9/12 địch sử dụng Chi đoàn thiết giáp 3 (Thiết đoàn 1) có không quân yểm trợ mở cuộc hành quân “Bình Tuy 33” càn quét dọc đường 2, đoạn từ Bà Rịa lên Đức Thạnh. Trung đoàn 762 bố trí sẵn trận địa phục kích nhưng không đánh được (do địch hành quân không đúng hướng ta dự kiến), đã kịp thời cơ động về phía đông núi Nghệ (cách đường 2 khoảng 4 km). Tại đây, ngày 13/12, đoàn xe địch từ Đức Thạnh trở về lọt vào trận địa phục kích, Trung đoàn nhanh chóng vận động tiến công, sau gần 1 giờ chiến đấu diệt gọn Chi đoàn thiết giáp 3, phá huỷ nhiều xe thiết giáp, máy bay trực thăng và sinh lực địch, thực hiện thắng lợi trận then chốt thứ nhất của chiến dịch. Trong khi đó, trên hướng phối hợp Hoài Đức, Tánh Linh, Tiểu đoàn 186 Quân khu 6 đánh chiếm “ấp chiến lược” Mê Pu, chặn đánh viện binh địch từ Hoài Đức, La Gi lên ứng cứu, đánh thiệt hại nặng 3 đại đội bảo an, 1 đại đội dân vệ.

Kết thúc đợt 1, Bộ Tư lệnh Chiến dịch nhận định: mặc dù địch thất bại và lâm vào thế lúng túng, bị động, nhưng do tầm quan trọng của khu vực Đức Thạnh - Bình Giã, nên địch vẫn cố giữ bằng mọi giá và sẽ đưa lực lượng cơ động tới ứng cứu. Bộ Tư lệnh Chiến dịch quyết định tập trung toàn bộ lực lượng trên khu vực Đức Thạnh - Bình Giã, đường 2, đánh chiếm và trụ lại ấp Bình Giã, đồng thời uy hiếp chi khu Đức Thạnh, kéo địch đến khu vực đã lựa chọn để thực hiện trận then chốt quyết định. Trong thời gian chuẩn bị cho đợt 2, đêm 22/12 chuyến tàu chở 44 tấn vũ khí từ miền Bắc vào bến An Lộc đã kịp thời cung cấp cho chiến trường miền Đông, góp phần tạo thêm sức mạnh cho các đơn vị tham gia chiến dịch.

Đợt 2 (27/12/1964 - 3/1/1965): đêm 27/12, Trung đoàn 761 sử dụng 2 đại đội phối hợp với Đại đội 445 đánh chiếm “ấp chiến lược” Bình Giã và tổ chức chốt giữ. Đồng thời, ta dùng hoả lực ĐKZ và súng cối ở tây bắc Ngãi Giao bắn phá chi khu quân sự Đức Thạnh. Sáng 28/12, địch cho Tiểu đoàn Biệt động quân 30 ở Bà Rịa đổ bộ bằng máy bay trực thăng xuống khu vực Trảng Trống ở tây nam Đức Thạnh, từ đó chia thành 3 mũi tiến vào Bình Giã, nhưng bị ta chặn đánh quyết liệt, phải rút chạy về ấp La Vân. Trưa cùng ngày, địch tiếp tục dùng máy bay trực thăng chở Tiểu đoàn Biệt động quân 33 từ Biên Hoà đổ xuống đông bắc ấp Bình Giã, nhưng cũng bị hoả lực phòng không của ta chế áp, phải chuyển hướng xuống khu vực cánh đồng trũng ở phía đông nam Bình Giã, cách trận địa phục kích của ta khoảng 500 m. Nắm thời cơ địch chưa kịp triển khai đội hình, Trung đoàn 761 cho bộ đội xuất kích bao vây tiến công, đến 18 giờ làm chủ hoàn toàn trận địa, tiêu diệt phần lớn quân địch, bắn rơi 18 máy bay trực thăng, hoàn thành thắng lợi trận then chốt thứ hai của chiến dịch.

Hỏa lực ĐKZ 75mm của ta trong Chiến dịch Bình Giã

Ngày 30/12, địch cho máy bay trực thăng chở Tiểu đoàn Thuỷ quân lục chiến 4 thuộc lực lượng tổng dự bị chiến lược đổ bộ xuống đông nam ấp La Vân 600m (gần quận lị Đức Thạnh) để cùng Tiểu đoàn Biệt động quân 30 phản kích chiếm lại Bình Giã. 18 giờ cùng ngày, ta bắn rơi 1 máy bay trực thăng ở Quảng Giới diệt một số địch, trong đó có 4 lính Mỹ (có 1 trung tá). Nhận định địch sẽ tổ chức tìm xác đồng đội, Bộ Tư lệnh Chiến dịch lệnh cho Trung đoàn 761 khẩn trương bố trí trận địa phục kích tại đây. Đúng như dự kiến của ta, 14 giờ 30 phút ngày 31/12 khi Tiểu đoàn Thuỷ quân lục chiến 4 đến Quảng Giới, Trung đoàn 761 đã kịp thời nổ súng, bao vây chia cắt, tiêu diệt từng bộ phận, đến 18 giờ, các lực lượng của ta đã hoàn toàn làm chủ trận địa, diệt gần 600 địch, thu toàn bộ vũ khí, hoàn thành thắng lợi trận then chốt thứ ba của chiến dịch.

Quân ta bắn rơi máy bay địch

Để cứu nguy cho Đức Thạnh và cố gắng chiếm lại Bình Giã, ngày 01/01/1965 địch huy động khoảng 2 nghìn quân mở cuộc hành quân giải toả mang tên “Hùng Vương 2”. Phán đoán chính xác hướng hành quân của địch, Trung đoàn 762 phục kích tại khu vực Cóc Tiên diệt gọn đoàn xe 10 chiếc và 1 đại đội địch trên đường 15 từ Vũng Tàu về Sài Gòn. Tiếp đó, ngày 3/01, trung đoàn tiếp tục phục kích trên đường số 2 từ Bà Rịa lên Đức Thạnh, diệt đoàn xe 16 chiếc, đánh thiệt hại nặng Tiểu đoàn Biệt động quân 35. Cùng ngày, Tiểu đoàn 800 Quân khu 7 tập kích trại biệt kích Bình Sơn, phối hợp với du kích Long Thành diệt đồn Tam An, Phước Thọ, hỗ trợ quần chúng phá “ấp chiến lược”. Trên hướng Hoài Đức - Tánh Linh, ta bao vây chi khu Hoài Đức, đánh chiếm các “ấp chiến lược” Mê Pu, Sùng Nhơn, Đậm Rim, Tà Bao, làm tan rã lực lượng dân vệ ở đây. Ngày 3/1/1965, Bộ Tư lệnh quyết định kết thúc chiến dịch.

Kết quả chiến dịch: ta loại trên 1.700 địch (bắt 293), trong đó diệt Tiểu đoàn Biệt động quân 33, Tiểu đoàn Thuỷ quân lục chiến 4 và 1 chi đoàn thiết giáp  M113; đánh thiệt hại 3 tiểu đoàn biệt động quân (30, 35, 38), 7 đại đội bảo an; làm tan rã hầu hết lực lượng dân vệ trong khu vực; phá huỷ và phá hỏng 45 xe quân sự (phần lớn là M113), bắn rơi, bắn cháy, bắn hỏng 56 máy bay các loại, thu hơn 1 nghìn súng và gần 100 máy thông tin các loại; phá vỡ hàng loạt “ấp chiến lược” ven đường số 2 và đường số 15, giải phóng vùng ven Hàm Tân và toàn bộ huyện Hoài Đức, mở rộng căn cứ Hát Dịch (Bà Rịa) nối liền với Chiến khu Đ và căn cứ Bình Thuận, bảo đảm căn cứ tiếp nhận vũ khí từ miền Bắc vào bằng đường biển (còn tiếp).