Ngày 20-3-1947, trung đoàn 37 tiến công quân địch giữa ban ngày tại thị xã Hà Đông, sau những ngày chiến đấu với địch ở Ô Cầu Dền, Nhà thương Vọng, Việt Nam học xá, Vĩnh Tuy, Yên Phụ... trong những ngày đầu Toàn quốc kháng chiến trên mặt trận Hà Nội. Sau đó, trung đoàn 37 cùng trung đoàn 35 hợp thành trung đoàn 66, trung đoàn chủ lực của Liên khu 3.
9 năm kháng chiến đánh Pháp, trung đoàn tác chiến ở cấp tiểu đoàn, tập trung trung đoàn, rồi trong đội hình Sư đoàn 304 với nhiệm vụ là trung đoàn chủ công. Trung đoàn đã tham gia 9 chiến dịch lớn, khi ở hướng chính, khi ở hướng phối hợp, từ đồng bằng đến rừng núi thuộc địa bàn các tỉnh Bắc Bộ, Thanh Hoá, nhiều lần phối hợp với bộ đội Pa-thét Lào chiến đấu trên đất Lào và hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ.
10 năm miền Bắc giải phóng, miền Nam còn sống dưới nanh vuốt của kẻ thù, là giai đoạn xây dựng, trưởng thành của trung đoàn trong chiếc nôi của phong trào "Cờ Ba Nhất", "Sóng Duyên Hải", "Gió Đại Phong".
Tháng 8-1965, trung đoàn trong đội hình Sư đoàn 304 vào Tây Nguyên tham chiến. Hai tháng hành quân, ngày 10-11-1965, trung đoàn tới địa điểm quy định của Bộ. 4 ngày sau (ngày 14-11), đơn vị lần đầu chạm trán với lữ đoàn kỵ binh bay số 3 của Mỹ tại thung lũng Ia Đrăng. Trận đọ súng đầu tiên tiêu diệt toàn bộ quân Mỹ ở thung lũng Ia Đrăng, làm nức lòng quân và dân cả nước. Từ chiến thắng này, đồng chí Nguyễn Chí Thanh, Tư lệnh chiến trường đã khẳng định, đại ý: Chúng ta đánh được Mỹ và nhất định thắng được quân Mỹ.
Trước khi vào chiến trường, trung đoàn để lại một bộ phận làm khung xây dựng trung đoàn 66B. Trung đoàn 66B được thành lập trong đội hình Sư đoàn 304B. Hai trung đoàn 66A và B như hai anh em sinh đôi cùng phát huy truyền thống sẵn sàng nhận lệnh lên đường chiến đấu.
Năm 1967, trung đoàn 66B lên đường vào chiến trường Khe Sanh. Tết Mậu Thân 1968, trung đoàn tấn công địch ở huyện lỵ Hương Hoá, vây ép Tà Cơn. Năm 1970, trung đoàn phá thế bình định ở tây nam Quảng Trị, tham gia chiến dịch đường 9-nam Lào năm 1971. Năm 1972, trung đoàn 66B tiến công Động Toàn trên điểm cao 548 và những trận đánh phối hợp với đơn vị bạn: La Vang, Tích Tường, Như Lệ, bắc cầu Mỹ Chánh, điểm cao 105, động Ông Do, điểm cao 241, 265… góp phần cùng quân và dân Quảng Trị đập tan tuyến phòng thủ của quân địch.
Ngày 17-5-1974, Quân đoàn 2 thành lập, trung đoàn 66B nằm trong đội hình quân đoàn. Sau 3 tháng ổn định tổ chức, Quân khu 5 quyết định mở chiến dịch Nông Sơn - Thượng Đức, một căn cứ được Mỹ - ngụy coi đây là “cánh cửa thép” của Đà Nẵng, là pháo đài bất khả xâm phạm. Trung đoàn được phân công tiến công địch ở Thượng Đức. Ngày 28-7, được sự chi viện của quân đoàn, sư đoàn, bão lửa trút xuống căn cứ Thượng Đức, tới ngày 7-8-1974, quân ta làm chủ trận đánh. Lá cờ "Quyết chiến, Quyết thắng" tung bay trên cứ điểm. Mùa xuân năm 1975, cùng tiếng súng tiến công trên khắp miền Nam, trung đoàn trong đội hình Sư đoàn 304, Quân đoàn 2. Trung đoàn đã đánh địch, giải phóng Đà Nẵng, bán đảo Sơn Trà, sân bay Nước Mặn... xuất hiện ở Hàm Tân…
Trong chiến dịch Hồ Chí Minh lịch sử, trung đoàn 66A nằm trong đội hình Sư đoàn 10, Quân đoàn 3. Trung đoàn từ Tây Nguyên tràn xuống, được phân công đánh chiếm sân bay Tân Sơn Nhất. Đơn vị đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ. Trung đoàn 66B trong đội hình Quân đoàn 2 được giao nhiệm vụ làm mũi thọc sâu đánh thẳng vào hang ổ cuối cùng của quân địch-dinh Độc Lập. Trung đoàn phó, đại uý Phạm Xuân Thệ trực tiếp chỉ huy mũi thọc sâu. Mũi tiến công của trung đoàn đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, cắm lá cờ "Quyết chiến, Quyết thắng" lên dinh Độc Lập, đồng thời bắt sống toàn bộ nội các của tổng thống Dương Văn Minh, buộc chúng phải đầu hàng vô điều kiện.
Trung đoàn 66 là đơn vị có những trận đánh sáng tạo, hiệu quả đầu tiên trong toàn quốc, như những trận:
- Vận động tiến công ở Hoàng Dương, Tử Dương (Mỹ Đức - Hà Tây).
- Trận kỳ tập ở rừng núi, diệt gọn quân địch Mường Riệc (Hoà Bình)
- Bôn tập hàng trăm ki-lô-mét, tiêu diệt địch như “chẻ tre” trên chiến trường Trung Lào thu đông 1953-1954.
- Mở “cánh cửa thép” Thượng Đức, được các chuyên gia quân sự đánh giá là: "trận Thượng Đức mãi mãi là niềm tự hào về nghệ thuật quân sự Việt Nam".
- Với đôi chân đất, cán bộ, chiến sĩ trung đoàn đã đi vạn dặm đường dọc theo đất nước kể cả chiến trường Việt, Miên, Lào cùng những cỗ xe tăng, trọng pháo, những trái tên lửa với khẩu hiệu “Thần tốc, thần tốc hơn nữa - táo bạo, táo bạo hơn nữa” cắm ngọn cờ Tổ quốc vinh quang lên dinh Độc lập.
Trong đánh Mỹ, trung đoàn tham gia nhiều chiến dịch lớn đánh hơn 500 trận, tiêu diệt và làm bị thương 15.719 tên địch, trong đó có 3.018 tên Mỹ, bắt sống 2.569 tên, bắn rơi 161 máy bay, bắn cháy 304 xe quân sự, 55 xe tăng, 32 khẩu pháo, thu và phá hủy hàng nghìn tấn vũ khí, trang bị.
Đất nước ngừng tiếng súng chưa bao lâu, bọn Pôn Pốt - Iêng Xa-ri lại gây hấn ở biên giới Tây Nam. Trung đoàn trong đội hình của Quân đoàn 2 lại lên đường chiến đấu. Tháng 12-1978, cùng quân đội yêu nước Cam-pu-chia đánh tan sư đoàn 250, giải phóng các tỉnh Căm Pốt, Tà Keo, cảng Xi-ha-núc-vin, bán đảo Cô Công, giải phóng một vùng rộng lớn cùng hàng chục vạn dân.
Trong chống Mỹ, trung đoàn được tặng thưởng 17 huân chương Quân công các loại. Ba đồng chí Trần Hữu Bảo, đại đội 5 tiểu đoàn 8; Trần Công Đoàn, Chính trị viên tiểu đoàn 9; liệt sĩ Lê Xuân Phôi, Tiểu đoàn trưởng tiểu đoàn 8 được Nhà nước tuyên dương Anh hùng LLVT nhân dân. Trung đoàn được Đảng, Nhà nước tuyên dương đơn vị Anh hùng LLVT nhân dân ngày 19-5-1972.
Tổng kết chiến dịch Điện Biên Phủ năm 1954, khi nói tới các mũi phối hợp với chiến trường chính, Đại tướng Tổng tư lệnh Võ Nguyên Giáp đã tuyên dương trung đoàn 66, đại ý: Sức mạnh và hiệu quả chiến đấu của trung đoàn 66 như một binh đoàn.
Cán bộ, chiến sĩ trong trung đoàn đã mang theo lời tuyên dương quý báu đó của Đại tướng vào các trận đánh, trên khắp nẻo đường chiến dịch. Và có lẽ không có lời tuyên dương nào xứng đáng bằng lời tuyên dương của Đại tướng đối với trung đoàn.
Thượng tướng, GS Hoàng Minh Thảo