1978 年 12 月 8 日，中央军委一声令下，对越自卫还击战的号角正式吹响。为保卫我国边疆地区的和平安定，人民解放军各参战部队迅速向战区机动集结。边境地区军车飞驰，领海海域舰艇穿梭，前线机场战机起落，战争的紧张气氛迅速弥漫开来。
昆明军区赋予13 军艰巨的作战任务 —— 从河口至坝洒地段强渡红河，歼灭越军 345 师和谷柳、保胜、谷珊地区之敌，而后转用兵力协同友邻歼灭越军 316A 师。为此，军区调派众多部队配属 13 军，使其作战总兵力达 71988 人，各种武器装备一应俱全。
以阎守庆军长为首的军前指决心采用迂回包围、穿插分割的战术。1979 年 2 月 16 日晚，红河沿岸夜幕低垂，连续三天的降雨使得红河水位上涨，河面变宽，水流湍急。20 时 30 分前，13 军所属部队全部进入红河东岸待渡地域。由于我军成功隐蔽了战役企图，对岸越军黄连山省队 192 团等部队毫无察觉，仍龟缩于西岸高地。我军各师、团炮兵群早已标定射击诸元，加农炮营严阵以待，步兵团也组织了火力掩护分队。
21 时 10 分，5 只橡皮舟悄然划入水中，37 师 109 团侦察排率先偷渡红河成功。随后，13 军各攻击部队利用橡皮舟、冲锋舟和折叠舟，从 7 个预选渡场相继渡河。吉旦门桥渡场架设完毕后，38 师 114 团开始渡河；军、师舟桥分队和军区舟桥团也开始架设浮桥。此时，对岸越军逐渐发现我军行动，枪林弹雨袭来，几个明碉暗堡形成的扇形交叉火力网，在红河水面掀起水柱和浪花。但我舟桥官兵以 “人在浮桥在，人在浮桥通！” 的英雄气概，冒着越军的枪林弹雨坚持作业。到 17 日 7 时，13 军已有 12000 余人成功渡过红河，一举突破越军红河防线，创造了大部队偷渡江河的典型范例。
渡河成功后，13 军各师迅速展开围歼敌防御前沿支撑点之敌的战斗。37 师 111 团 2 营承担攻打 230 高地任务。沿途荆棘密布，丛林没过头顶，4 连刘建荣连长指挥尖刀排，用手扒、用脚踩，为全连闯出一条道路。攻击开始后，越军狡猾地只从暗堡里打点射还击。刘建荣灵机一动，命令吹响冲锋号，敌中计后各个火力点一齐开火。刘建荣带领 4 连战士从左侧向高地猛扑过去。越军居高临下，接连投下手榴弹，他高喊 “散开！”，顺手枪过通讯员的冲锋枪，趁着手榴弹爆炸的一瞬间，跃身猛冲上去。距高地顶端 100 米，他腿部中弹，仍坚持猛冲猛打；距高地顶端 50 米，腹部中弹，顾不得包扎，奋力投出一枚接一枚手榴弹；距高地顶端只有 20 米时，头部中弹，但仍然挺立在小山坡上指挥战士们冲锋，直到光荣牺牲。在连长的鼓舞下，4 连指战员个个英勇善战，战士王权青端起刺刀，一刀刺死一个敌人，转身又向另一个敌人刺去；战士戴维顺奋勇冲入敌群，连续打倒 4 个敌人。至 7 时 45 分，2 营攻占 230 高地，全歼越军 192 团 2 营营部和 1 个加强连。
至此，13 军全线突破从河口到支博河长达 48 千米的地段。38 师 115 团 1 营歼敌 238 高地；38 师 113 团和 112 团一部围歼坝洒地区之敌，被中央军委誉为 “自卫还击作战的第一个歼灭战”。而 13 军两翼部队也已突破敌前沿防御，14 军正向黄连山省省会老街攻击；11 军则开始清剿残敌，并以一部兵力前出。越军慌忙调整部署，增调部队增强防御体系。
10 时 30 分，在炮兵和坦克配合下，37 师集中 109 团和 110 团，向谷柳后山之敌发起攻击。109 团 2 营 5 连刘保健副连长，带 3 排一举攻占 171 高地，切断了敌退路。团主力和 110 团于 16 时 30 分前控制了谷柳后山，对谷柳和保胜之敌达成合围。越军突围多次未逞，转而重点反扑 154 高地和 191 高地。防御 154 高地的 109 团 3 营 8 连，是一支刚组建的年轻连队。誓师大会上，8 连响亮地喊道：“没有战史，我们自己书写！没有荣誉，我们自己创造！” 越军黄连山省队 192 团 3 营，素以凶残奸诈著称。他们趁夜暗实施偷袭，被我 8 连哨兵及时发现后变偷袭为强攻。云南籍新战士尚明辉大吼一声，接连投出三枚手榴弹，炸得敌人一片惨叫，接着端起冲锋枪一阵猛扫；藏族战士阿木拉，平时少言寡语，这时用脚蹬住壕壁，抬高身体向敌人猛烈射击；炊事班战士卜兴华，抓住跳进战壕的敌人衣领，大吼一声把敌人扔出壕外。19 日 1 时，8 连击退敌 9 次反扑和毒气攻击。师主力发起总攻，6 时胜利攻克谷柳和保胜。
与此同时，39 师向岳山和谷珊西山之敌发起攻击。387 高地，是敌岳山防御体系的核心阵地，116 团 2 连副连长山达带领尖刀排，首先攻下了 387 高地前 100 米处的无名高地。随后，会同另 1 个排从左右两翼实施迂回。越军三面高地上各火力点的火力猛烈压来，形势对我十分不利。山达沉着地指挥大家隐蔽前进。火箭筒手负伤了，他拣起火箭筒亲自向敌人射击；报话员负伤了，他背起步谈机边打边指挥；敌人用火箭筒向他射击，他机灵地往后一仰，火箭弹从他头上飞了过去；手榴弹打在他身上，他一脚踢出去老远。几番曲折迂回，山达带领战士们冲进战壕，眼看 387 高地即将被我攻占，敌高地附近的一些暗火力点却一齐开火。山达从战壕的猫耳洞抓回一个俘虏，通过审讯得知敌火力点位置后，迅速用步谈机引导我炮兵火力，将敌暗火力点逐个摧毁。战后，山达被中央军委授予 “战斗英雄” 称号。
387 高地被攻占，越军岳山防御体系顿时瓦解。13 军迅速向敌纵深发展进攻。各师连战连克，至 21 日，已彻底摧毁了越军的纵深防御体系，全歼敌 192 团和老街市队，重创 345 师 121 团和 190 炮团，共歼敌 2000 余名，逼近了越西北重镇柑糖。
柑糖，是越南西北盛产磷肥的矿区，也是沿红河通向河内交通要道上的一个重要市镇。我军逼近柑糖后，越南当局顿感威胁，黎笋亲自下令 “死守柑糖地区”。越军迅速调整部署，将红河东岸 345 师 118 团之第 3 营西调，会同 121 团在谷萨、典那、容荷和真尉地区构筑工事，准备阻我南进；同时 316A 师东调，企图袭我侧背，重新夺回谷柳和老街，解除柑糖之危。
说起这个316A 师，和我军有着很深的渊源。1951 年初，为适应抗法战争的需要，由中国援助装备，组建了越南人民军的第五个主力步兵师 ——316 师。中国军事顾问团随即向该师派了顾问组。后来，在震惊世界的奠边府战役和长期的抗美战争中，316 师功勋卓著，荣获 “人民武装力量英雄师” 称号。1975 年 5 月，越军从 316 师抽调部分骨干组建了 316B 师，原来的老部队才改称为 “316A 师”。
21 日，中央军委指示 “要在柑糖地区打一个大仗，打一个恶仗”。杨得志当即命令第 13 军：39 师攻占代乃，坚决阻击 316A 师东援；37 师和 38 师从左右两翼，实施钳形突击，分割围歼柑糖地区之敌。39 师在代乃地区与 316A 师展开了激烈战斗。战士们坚守阵地，顽强抵抗敌人的进攻。他们用鲜血和生命筑起了一道坚不可摧的防线，为大部队的行动争取了宝贵时间。
在沙巴地区，我军与316A 师的战斗也进入了白热化阶段。负责穿插的分队像一把钢刀牢牢插入敌人心脏，战斗一昼夜，伤亡 5 人，歼敌 120 余名。此时，天气晴朗，阳光灿烂。沿沙巴公路及两侧攻击的我军部队，步炮密切协同，前方步兵一要求炮火支援，配属到步兵团的炮兵前观组就准确向炮群发回坐标。不一会儿，我们的炮弹就呼啸着落在敌人阵地上。沙巴城里的敌人一片慌乱，有的仓促掩埋死尸，更多的是向西溃逃而去。但为时已晚，我 447 团向新寨北侧垭口发起攻击；1 营利用夜暗边打边插向公路，11 时攻占垭口；2 营随即投入战斗，18 时攻占黄连山垭口，彻底切断了敌之退路。4 日和 5 日，我军转入清剿，基本歼灭了敌 316A 师之 174 团、148 团残部和沙巴独立营，共 2300 余人，予敌所谓 “王牌师” 以重大打击。
而我14 军攻占老街后，于 26 日直插郭参和铺楼，再歼敌 245 团、118 团和 124 团、黄连山省队 246 团、永富省队 149 团各一部，共 2224 名，彻底摧毁了敌梯次部署的纵深防御体系；我 11 军则于 3 月 3 日攻占封土县城，4 日以一部兵力前出到冯登、王斗和王宝地区。
1979 年 3 月 5 日，新华社奉中国政府之命，发表声明 “中国边防部队自 2 月 17 日起，被迫自卫还击，现已达到预期目的。中国政府宣布，自 1979 年 3 月 5 日起，中国边防部队开始全部撤回中国境内”。至此，历时 17 天的对越自卫还击作战告一段落
