Đánh giá tầm quan trọng của cửa ngõ Xuân Lộc, ngày 2/4/1975, quán triệt tư tưởng chỉ đạo của Bộ Chính trị và Quân ủy Trung ương, Bộ Tư lệnh Miền đã quyết định mở cuộc tiến công giải phóng Xuân Lộc. Sau một thời gian gấp rút chuẩn bị, sáng ngày 9/4, quân ta nổ súng tiến công mở màn chiến dịch.
Từ ngày 9 đến 14/4, ta tập trung lực lượng, tiến công trực diện nhiều lần vào thị xã nhưng không dứt điểm được mục tiêu. Trong thế đường cùng, địch chống trả mạnh mẽ, tăng cường viện binh. Ngoài ra, lực lượng không quân địch hoạt động mạnh, sử dụng nhiều loại bom có sức hủy diệt lớn đánh vào đội hình tiến công.
Từ ngày 15 đến 20/4, Đảng ủy, Bộ Tư lệnh Quân đoàn 4 tổ chức lại lực lượng và thay đổi cách đánh. Ta ko tiến công trực diện vào Thị xã (nơi tập trung đông quân địch, phòng ngự kiên cố), mà chuyển sang tiêu diệt các đơn vị địch đến phản kích đứng chân chưa vững ở vòng ngoài; đồng thời chiếm giữ ngã ba Dầu Giây, chặn cắt quốc lộ 1 và các tuyến giao thông hướng về Xuân Lộc. Lực lượng pháo binh, đặc công Miền liên tục bắn phá vào sân bay Biên Hòa, hạn chế hoạt động của không quân địch.
Thị xã Xuân Lộc hoàn toàn bị bao vây, cô lập. Đến ngày 20/4, lực lượng đi đầu của Quân đoàn 2 ta sau khi đập tan “lá chắn thép” của địch ở Phan Rang (16/4), đã tiến đến khu vực Rừng Lá (cách Xuân Lộc gần 20km), sẵn sàng phối hợp cùng Quân đoàn 4 tiến công Xuân Lộc. Trước nguy cơ bị tiêu diệt hoàn toàn, quân địch ở Xuân Lộc tháo chạy. Ngày 21/4, sau 12 ngày đêm, ta hoàn toàn giải phóng Thị xã Xuân Lộc và tỉnh Long Khánh.
