Tháng 4-1954, quân Pháp đưa Tiểu đoàn Ngự lâm quân số 6, có phi pháo yểm trợ càn quét lên vùng căn cứ thuộc huyện Tây Hòa (Phú Yên) để tìm, diệt bộ đội chủ lực của ta. Tại đây ta có Tiểu đoàn 375, thực chất chỉ còn  một đại đội với hơn 100 cán bộ, chiến sĩ thuộc Tỉnh đội Phú Yên làm nhiệm vụ bảo vệ căn cứ. Xét về tương quan lực lượng, địch hơn ta gấp 5 lần và được trang bị vũ khí khá hiện đại. Song Tiểu đoàn 375 hạ quyết tâm chiến đấu, chặn đứng các cuộc hành quân càn quét của địch, bảo vệ an toàn khu căn cứ của ta. 

Ban chỉ huy Tiểu đoàn 375 họp bàn, thống nhất phương án đánh địch. Theo đó, Đại đội 1 cùng một trung đội du kích xã Hòa Tân bố trí trận địa phục kích đánh địch ở khu vực thôn Phú Lạc, cách ga Gò Mầm khoảng 1km về phía nam. Việc bố trí trận địa và các vị trí đóng quân phải được giữ bí mật tuyệt đối để tạo bất ngờ.

Sáng sớm ngày 30-4-1954, địch cho hai chiếc máy bay đi trinh sát trên cánh đồng dọc tỉnh lộ 645, nhưng không phát hiện được nơi trú quân của bộ đội ta. Khoảng 8 giờ sáng, binh lính địch từ Phú Lâm kéo lên và đi vào trận địa của ta. Chỉ huy Đại đội 1 đề nghị cho nổ súng, nhưng Ban chỉ huy tiểu đoàn yêu cầu tiếp tục giữ bí mật, chờ giặc đi càn về, tinh thần chủ quan, lúc ấy mới nổ súng để bảo đảm chắc thắng.

Địch hành quân qua ga Gò Mầm không gặp bất cứ dấu hiệu kháng cự nào của ta. Chúng lên đến Phú Thứ thì chia làm hai cánh quân: Một cánh càn quét lên xã Hòa Phong, cánh kia qua cầu Phú Thứ càn quét vào khu vực xã Hòa Đồng. Theo dự kiến, hai cánh quân sẽ gặp nhau tại xã Hòa Mỹ rồi rút về. 

Khoảng 3 giờ chiều, địch rút về đến Phú Lạc, mang theo của cải, gia súc, gia cầm cướp được của nhân dân. Chúng rất chủ quan, hàng ngũ lộn xộn. Lúc ấy, Đại đội 1 cùng trung đội du kích xã Hòa Tân nhanh chóng, bí mật chiếm lĩnh trận địa bố trí sẵn. Khi địch lọt vào trận địa, tất cả các lực lượng đồng loạt nổ súng. Bị bất ngờ, địch chạy tán loạn, một số lớn quân địch bị tiêu diệt và đầu hàng; số khác liều mạng lội qua mương bỏ chạy, nhưng không thoát. Trận đánh diễn ra trong vòng 15 phút, ta xóa sổ Tiểu đoàn Ngự lâm quân số 6 của địch, thu nhiều tài sản trả lại cho nhân dân.

Hoàng Lâm