Chiến dịch chia thành hai đợt, đợt 1 từ ngày 15 đến 24-5-1966; đợt 2 từ ngày 18 đến 24-6-1966, trong đó trận tiến công quân địch ở khu vực Gò Thì Thùng-Gò Dung được xem là trận then chốt. Trận đánh đã để lại nhiều kinh nghiệm quý về nghệ thuật quân sự, trong đó thể hiện sự nhạy bén, sáng tạo và linh hoạt tác chiến trong trận then chốt. 

Với tư tưởng chỉ đạo chiến dịch là “đánh tiêu diệt, chủ động tiến công, lấy đánh địch ngoài công sự là chủ yếu”, Bộ tư lệnh chiến dịch xác định khu vực tác chiến đánh trận then chốt bao gồm điểm cao 258, bình độ 200 và các làng xung quanh khu vực Suối Đá, Đồng Tròn, Hòn Quang, Trung Thành (nhân dân thường gọi là Gò Thì Thùng-Gò Dung, không có tên trên bản đồ) thuộc các xã An Nghiệp, An Xuân, An Đình, huyện Đồng Xuân (Phú Yên). Đây là địa bàn có địa hình rất phức tạp, nhiều điểm cao lớn, nhỏ đan xen và làng mạc, đồng ruộng xen kẽ với đồi núi, nên hạn chế khả năng địch cơ động lực lượng bằng đường bộ. Khi ta đánh chia cắt đường bộ, khống chế vùng này, buộc chúng phải ứng cứu, giải tỏa bằng đường không và như thế sẽ sa vào thế trận ta đã chuẩn bị sẵn để tiêu diệt chúng. 

leftcenterrightdel
Phân đội hỏa lực Sư đoàn 5 tham gia chiến dịch Bắc Phú Yên năm 1966. Ảnh tư liệu 

Trong trận đánh này, ta xác định đối tượng chủ yếu phải tập trung tiêu diệt là quân Mỹ. Rút kinh nghiệm đợt 1 chiến dịch, ta sử dụng lực lượng đánh khêu ngòi chưa đủ, do đó sang đợt 2, để đánh trận then chốt, Bộ tư lệnh chiến dịch đã táo bạo sử dụng một bộ phận bộ đội chủ lực và lực lượng vũ trang địa phương tích cực đánh địch, tạo lập thế trận, lừa dụ địch sa vào khu vực tác chiến do ta đã chuẩn bị. Ngày 18-6, mở màn đợt 2, Tiểu đoàn 85 tỉnh Phú Yên tiến công địch trên trục đường số 6, tiêu diệt hai cứ điểm dã chiến của quân ngụy ở Hòn Ba Cò, Hòn Ngang, sau đó lập trận địa phục kích địch ở khu vực từ Hòn Ngang đến Hòn Một. Địch ở Đồng Tre, La Hai kéo lên ứng cứu bị ta đánh thiệt hại nặng. Tiếp đó, ta tập kích đồn Ba Nấc và pháo kích trung tâm huấn luyện Đồng Tre, chia cắt đường số 6, buộc địch phải đưa một tiểu đoàn của Trung đoàn 47 ra các khu vực Chí Thạnh, Hòn Đồn, Hòn Đình, Phong Niên bảo vệ đường số 1. 

Trong khi đó, một tiểu đoàn của sư đoàn dù 101 Mỹ dùng máy bay trực thăng đổ bộ 40 lần xuống sườn đông nam điểm cao 258 và 20 lần xuống Đồng Tròn, nhằm ngăn chặn và đánh vào phía sau lực lượng ta rút từ Hòn Ba Cò về An Nghiệp. Như vậy, từ chỗ sử dụng lực lượng vũ trang địa phương đánh điểm để câu viện, đánh cả quân ngụy đi giải tỏa để câu viện quân Mỹ, ta đã dụ được địch theo kế hoạch. Trong hai ngày 19 và 20-6, ta sử dụng một trung đội của Tiểu đoàn 9, Trung đoàn 20 (Sư đoàn Bộ binh 5) bố trí ở điểm cao 258, đánh bại các đợt tiến công của tiểu đoàn dù Mỹ ở Đồng Tròn đánh lên.

Cùng thời gian này, một đại đội thuộc Tiểu đoàn 4 của ta phục kích ở vùng 10 An Nghiệp, đánh tan các cánh quân Mỹ hành quân lên vùng 11 An Nghiệp. Ngày 21-6, ta bố trí lực lượng nhỏ đánh kiềm chế hai cánh quân địch từ vùng 12 và điểm cao 258 đến, còn đại bộ phận lực lượng của Tiểu đoàn 4 tiến công tiêu diệt cánh quân chủ yếu của tiểu đoàn dù thuộc sư đoàn dù 101 Mỹ từ Chợ Mới lên vùng 11 An Nghiệp.

Bị đánh thiệt hại, địch dùng máy bay trinh sát OH-23 của sư đoàn không vận cơ động số 1 Mỹ trinh sát khu vực trận địa ta. Trên cơ sở nhận định lực lượng của sư đoàn dù 101 Mỹ bị đánh thiệt hại nặng, khả năng địch sẽ huy động sư đoàn kỵ binh không vận số 1 Mỹ vào tham chiến, Bộ tư lệnh chiến dịch quyết định điều chỉnh thế bố trí lực lượng, tập trung 2 trung đoàn chủ lực thuộc Sư đoàn Bộ binh 5, trong đó Trung đoàn 20 làm thê đội 1 tiếp tục tiến công tiêu diệt lực lượng của sư đoàn dù 101 Mỹ, Trung đoàn 10 làm thê đội 2 sẵn sàng đánh quân cứu viện của lực lượng sư đoàn không vận cơ động số 1 Mỹ. 

Đúng như dự kiến, khi Trung đoàn 20 vận động phục kích địch ở vùng 10 An Nghiệp, diệt một bộ phận lực lượng của sư đoàn dù 101 Mỹ, ngày 23-6, lữ đoàn 1, sư đoàn kỵ binh không vận số 1 Mỹ đổ bộ xuống Sống Trâu, Hòa Lộc, sau đó tiến xuống Gò Thì Thùng thì bị Tiểu đoàn 4, Trung đoàn 10 và Đại đội 1 của Tiểu đoàn 7, Trung đoàn 20 đánh chặn quyết liệt. Ngày 24-6, địch dùng máy bay lên thẳng tiếp tục đổ quân xuống phía đông Gò Thì Thùng và Gò Dung nhằm đánh vào bên sườn, phía sau trận địa ta. Trận đánh giữa ta và địch ở Gò Dung diễn ra rất quyết liệt. Cùng ngày 24-6, Đại đội 5, Tiểu đoàn 8, Trung đoàn 20 vận động tiến công quân Mỹ đổ bộ xuống Đồng Tròn và một đại đội của Tiểu đoàn 8 vận động tiến công địch ở Hòa Lộc. Ngày 24-6-1966, căn cứ so sánh lực lượng giữa ta và địch, Bộ tư lệnh chiến dịch ra lệnh kết thúc trận đánh.

Trận đánh then chốt ở khu vực Gò Thì Thùng-Gò Dung thể hiện Bộ tư lệnh chiến dịch đã nhạy bén, sáng tạo sử dụng một bộ phận chủ lực và lực lượng vũ trang địa phương lập thế trận, linh hoạt đánh điểm để câu viện, buộc quân ngụy Sài Gòn phải vào ứng cứu giải tỏa để tiêu diệt chúng ngoài công sự. Tiếp đó, ta dùng hỏa lực uy hiếp mạnh các vị trí của địch, buộc quân cơ động Mỹ phải nhảy vào tham chiến theo thế trận ta chuẩn bị sẵn. Trên cơ sở sử dụng lực lượng chủ lực thích hợp, lúc tập trung, lúc phân tán, liên tục tiến công, ta tiêu diệt từng bộ phận quân dù Mỹ và cuối cùng, tập trung chủ lực tiêu diệt lực lượng cứu viện của sư đoàn kỵ binh không vận Mỹ, giành thắng lợi trong trận then chốt quyết định, tạo điều kiện kết thúc chiến dịch.

Đại tá, TS DƯƠNG ĐÌNH LẬP