第三阶段（1979年3月6日～1979年3月16日）
中国军队边清剿边撤退，同时炸毁越北境内的重要军政设施并掳获当年支援给越南的大量物资。越军从柬埔寨战场调回部分军队保卫河内，但其不敢和中国军队决战，只能远远尾随中国撤退部队。在撤军过程中，有少数中国部队遭到越南地方部队和武装民军袭击，造成了一定损失。3月16日，中国军队全部撤回了国境内，战争结束。
3月5日，东西两线解放军深入越南境内40公里，攻克越南北部一系列重镇，越南首都河内直接处于解放军的攻击之下，战略目的已经达到。3月5日，新华社发表声明，宣布自卫还击效果已经达到，中国边防部队开始撤军。越南宣布全国总动员令，誓言抵抗到底，越军自柬埔寨与老挝抽调回国的正规部队正式抵达，已就战争态势准备就绪。前苏联开始增兵中苏边界，中苏大战一触即发。
在撤军时，由于并没有停火，越军随时可能反击，所以部队进行了周密的部署。各部队交错掩护，逐渐撤回国内。在撤回的过程中，参战部队一路对越军进行清剿，彻底消灭了解放军占领区内抵抗的越军地方部队。在回撤过程中，解放军对越南北部城镇进行了基础设施破坏，并带走了大批工矿物资和武器，其中有很多是当初中国援助给越南的。在中国军队撤军后，越南北部的工矿业基本瘫痪。中国军队在后撤道路上遍埋地雷，用远程火炮队部队进行掩护，到3月15日夜，最后一支部队撤回国内。这一阶段的作战是进入越南境内进行大规模惩罚性作战，随着越南北部的被破坏殆尽，解放军胜利班师。
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