第二阶段（1979年2月27日～1979年3月5日）
中国东线部队攻占谅山、广渊，西线部队攻占沙巴、封土、铺楼，完成了预定作战任务，随即中国政府宣布从越南开始撤军。高平、同登先后被攻克，越南北部重镇接连失守，谅山孤立无援，一旦谅山被攻克，河内危险。越军连忙调兵遣将，准备死守谅山。2月27日，攻打谅山的战斗正式打响。
解放军进攻部队率先清理掉谅山周边的越军据点，到28日，谅山周边越军被消灭殆尽，谅山陷入解放军重围。3月1日，54军集中300余门大口径火炮对谅山市和周边附近越军驻地进行了30分钟的火力突袭，谅山一片硝烟滚滚，主要建筑变成废墟，而越军也使用化学武器进行还击。解放军步兵在坦克部队提供的直瞄火力的配合下，对谅山奇穷河以北市区进行全面攻击，到2日，北市区被攻陷，随后部队打过奇穷河，彻底占领南市区。整个谅山战役共歼敌万余人，越军308师大部被歼，整个谅山基本变成一片废墟。
随着谅山被解放军攻陷，整个谅山以南的一马平川呈现在解放军面前，河内无险可守。越南发布全国总动员令。
在东线战役打响的同时，西线部队13军率先强渡红河。2月16日晚13军渡河部队就进入红河北岸准备偷渡，在17日凌晨7点前偷渡过4个团后被越军发现，随后偷渡变成强渡。到中午，在13军主力全部渡过红河后，杨得志命令13军向谷珊、谷柳、保胜纵深一带发展。到21日，完全摧毁越军纵深防御，为后续大部队继续进攻打开了道路。这时，越军316A师准备东进驰援老街，越军345师则准备阻击解放军南下。21日，13军39师开始阻击东去的越军316A师，13军主力则开始围歼柑塘的越军。解放军分兵抢占柑塘周边据点对反扑之敌进行阻击，到25日，全歼柑塘的越军，歼灭越军345师，重创316A师。
越军316A师见东援无望，滞留在沙巴地区。西线集群遂决定围歼该师。3月2日，13军对沙巴进行合围。13军149师以坦克分队开头，分六路沿公路对沙巴实施向心攻击。在炮火急袭过后，对沙巴的围攻开始。除了切断316A师南逃、东逃的路线外，解放军也切断了316A师西逃的路线。3月3日，清理完沙巴外层，3日，解放军占领沙巴并对周边进行清剿。316A师基本被歼灭。
14军进入越南后，迅速集中火力，向各个据点发起进攻。40师进攻的，是黄连山省原省会老街，这里交通便利，但是越军驻军不多。解放军没有费多大工夫，到2月19日攻克老街。14军41师则顺利拿下了没有多少防守的孟康，其次41师攻下了发隆。2月22日，越南北部基本全部被攻克，越军不得不从柬埔寨前线撤回部分部队，向中越边境增派。
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