在春祿的越盟軍隊徹底瓦解後，對越盟在安南南部武裝的總攻時間主要取決於兩個因素，一個是掃蕩城市外圍越盟武裝據點，由於得到400餘輛坦克和裝甲車輛支援的中國西南聯合軍和越盟方面在兵力對比上有2：1的優勢，此時，越盟方面正規軍即超過14萬人，實現這一點並不困難。
另一個問題是缺少工兵和舟橋器材，這嚴重製約了戰役的發起時間，特別是在第3軍進攻的西貢以南方向。
然而此時，中國西南聯合軍只有一套大型舟橋，而且增派的4個工兵連和大型舟橋直到5月20日仍未到達指定位置，在等候工兵的過程中，中國西南聯合軍總參謀部後勤局局長丁德善少將親自坐鎮戰役指揮部，爲各方向進攻部隊準備了足夠的彈藥和給養，此前南下並掃蕩了峴港、大叨、金蘭等城市的各部隊嚴重缺乏彈藥，像第3軍的第203坦克營甚至每輛坦克只有10-12發炮彈。
5月22日，擔心雨季到來前無法完成最後戰鬥的李宗仁，向戰役指揮部發來了措辭嚴厲的電報：“向越盟發動進攻的軍事和政治時機已經成熟，我們必須爭取時間，從各個方向及時、毫不遲緩地想敵人發起進攻。稍有遲緩，在軍事、政治上都是不利的。目前，及時採取行動是奪取徹底勝利最可靠的保證。”
儘管如此，此時的第3，48軍戰役指揮部仍然無法確定發起戰鬥的具體時間。但戰役的準備工作有所加快。
第3軍在工兵的協助下度過了貝河，進入了出發陣地，而地形最困難的第48軍的近百輛坦克，200餘輛裝甲輸送車和近100門重型火炮，在發動當地民衆背柴捆鋪路後，總算到達了萬古東河渡口，在工兵的幫助下，於4月25日前後前出到指定陣地
。
爲了避免在總攻發起後出現類似局面，戰役指揮部要求先期進入戰區的各部隊必須從25日起奪取進攻道路上的所有橋樑，並堅守到戰役發起時。
5月26日，第3軍和第48軍分別對佔據4號公路的越盟第22師和清水裝甲訓練基地等外圍敵軍展開了局部攻勢，兩個突擊大隊開始對預定的橋樑、交通樞紐發起偷襲。
從5月15日開始，邊和機場，新山和路德三個機場，由商誠忠中校率領的50架a-10飛機又對各處進行了空襲，當晚，越盟第2軍的122mm加農炮被全部摧毀，至此，越盟武裝失去遠程火力。
5月28日當天，越盟南方司令部第9軍區的地方部隊也開始偷襲路德機場。雖然該機場到5月30日仍沒有關閉，但飛機的起降頻率也受到了很大限制。
5月28日上午，越盟政治局代表黎德壽在範雄陪同下進入戰役前線指揮部，經與文進勇大將和陳文茶中將的短暫討論，他們最終確定了5月29日0時開始撤退。
也還是在這一天，身爲戰區指揮官的越盟第3軍軍長阮文全中將和副總參謀長高文園中將乘汽車輾轉逃往柬埔寨，整個越盟的前線軍事指揮系統已經陷入了羣龍無首的地步。
5月28日22時，前線的越盟官兵收到了戰役總指揮部通電：“政治局和中央軍委向全體指戰員、黨員、團員致以決勝的敬禮！你們要奮勇前進，奪取以偉大的胡伯伯名字命名的歷史性戰役的徹底勝利！”
清晨八點，在安南南方的7箇中心城市，同時爆發了震天動地的炮火轟鳴，在30-60分鐘的炮擊之後，中國西南聯合軍的軍隊從7個地點向越盟最後的城市堡壘發起了總攻。
西北方向，第3軍第2裝甲旅用1天時間即攻克了越盟第25師據守的同遊基地，並俘虜其師長李鬆波大校，此前突擊隊已經提前攻佔了通往市區1號公路上的棉花橋和15號公路上的商橋，但在部隊通過商橋時，橋跨塌了，這使該裝甲旅損失了2輛坦克並且只能沿1號公路擴大戰果。
5月29日上午10點，突擊隊一個大隊提前佔領了新市橋、參良橋以及新山機場外圍的新泰一鄉和新泰協鄉，並一直固守到第3軍第3裝甲旅主力到達
。
5月30日拂曉，第3軍第3裝甲旅向戰役目標新山機場附近100公里的範圍發動了攻擊，儘管駐守在這裡的越盟部隊和地方武裝對其發動了一系列反擊，但到5月30日14時，該裝甲旅已經佔領了整個機場附近120公里範圍內的成建制越盟部隊，但爲陸軍提供火力支援的1架a-10攻擊機，也被越盟武裝用高射機槍擊中，最後在西貢市內迫降。
在以北方向，第48軍第5裝甲旅以第202坦克營爲先導，也順利突破了越盟部隊前沿，並於5月29日合圍了位於第48軍和第3軍進攻路線之間的越盟第5師，該師發現已無路可逃時，當即舉起白旗無條件投降。
5月30日晨，在第48軍之前行動的突擊隊以偷襲方式佔領了進攻道路上的憑福橋，但是越盟第5師和特工第115團又成功地奪回了該橋，這也是越盟武裝僅有的戰術性反擊。
5月31凌晨，越盟特工115團被中國西南聯合軍突擊隊第三大隊主力以突襲的方式攻佔了該橋，直到上午第48軍主力順利到達。
配屬該第48軍的突擊隊第三大隊使用重火器，從5月28日夜到5月31日晨攻克了鵝邑的越盟130mm榴彈炮陣地並順勢佔領了已無人據守的所謂越盟扶董裝甲車基地，爲第48軍拔掉了進攻路線上最後的釘子。
儘管已經人去樓空，但樑七永中校指揮的第三突擊大隊的第二中隊從5月31日早8：30對越盟總參謀部大樓的進攻，也遭到了越盟第81別動隊餘部的頑強抵抗，個別絕望的越盟別動隊員，甚至以拉響手雷方式於進攻者同歸於盡。
攻打大樓1號門受挫後，突擊隊員在大樓3號門外發現了幾輛被遺棄的m41坦克和吉普車，於是駕駛着這些車輛衝破了越盟別動隊用沙袋和鐵絲網構築的防線，首先突入大樓的通訊中心並於10時乘勢攻入主樓。
在這裡，他們繳獲了越盟南方司令部全部人事擋案，並在10時30分在越盟總參謀部大院裡升起了象徵中國國家的旗幟。
6月1日12時，突擊隊將基本完好的大樓移交給了到達的第48軍。