东线的战斗爆发后，我军闪电般地攻占了高平、同登之后，集中55军、54军162师、43军主力和50军148师，共计7个师8万余人的兵力对谅山发起攻击。防御谅山的是越南人民军第3师，是越南战争期间在南部地区和美军作战的绝对主力，战斗力在越军中首屈一指。不过这支王牌部队在同登遭我55军重创，残部1万余人退守谅山，企图利用有利地形阻击我军进攻河内。
谅山战役打响后，河内派出精锐的首都防卫军第308师增援，并使用化学武器迫使我42军后撤，这一行为彻底激怒了负责指挥东线作战的许世友上将，他下令：“拂晓攻击开始后，谅山一间房子也不能留。”随后我军集中300门火炮和数万发炮弹对谅山防御阵地展开猛轰，越军的噩梦就此开始了。
在猛烈的炮火配合下，我军经过三天的激战全歼越军第3师，外围的第327师、337师也遭到重创，增援谅山的首都防卫军第308师在遭到我军两个师侧翼包抄后损失惨重，被迫后撤，至此我军完全占领谅山。战后越军不得不承认他们低估了解放军的战斗力，而摧毁他们抵抗意志的正是解放军数万枚炮弹，将整座城市夷为平地。达到惩戒目的后，我军并没有进攻河内，而是主动撤军，并沿途摧毁占领的所有城镇，另敌人的经济发展40年都无法翻身。
