В январе 1954 года войска Народной армии полностью замкнули кольцо вокруг Дьенбьенфу. Действия защитников города прикрывала авиация. Однако позиция французов была крайне невыгодной, а линия снабжения очень плоха.
Командование Народной армии сосредоточило к этому времени четыре пехотные дивизии, два дивизиона гаубиц, два дивизиона пушек, один дивизион минометов, один зенитно-артиллерийский полк и один инженерно-саперный полк. Ни авиации, ни танков у вьетнамцев не было, а общая численность народных войск составляла около 30 тысяч человек (по другим данным – около 50 тысяч). В живой силе и артиллерии вьетнамцы имели двойное превосходство.
Первый этап уничтожения вражеской группировки начался 13 марта 1954 года. После 40-минутной артиллерийской подготовки, мощного огневого налета по переднему краю обороны противника пехота перешла в атаку. При этом на аэродроме огнем артиллерии было повреждено 16 самолетов. Авиация французов сделала несколько попыток уничтожить артиллерию Народной армии, но неожиданно для себя была встречена плотным огнем зенитной артиллерии и крупнокалиберных пулеметов, которые сбили 25 французских самолетов. Теперь авиация могла бомбить только с высот не ниже 3 тысяч метров, что значительно снизило точность ее бомбовых ударов. Поскольку для орудий вьетнамцы подготовили специальные укрытия в склонах гор, эффективность ударов авиации оказалась весьма низкой.
30 марта начался второй этап операции, который преследовал целью захват важных стратегических объектов и опорных пунктов противника. Была изменена тактика боевых действий. Вместо одновременных атак крупными силами с разных направлений вьетнамцы стали применять «тактику малых потерь». Сущность ее заключалась в следующем: от ближайшего укрытия к опорному пункту противника – объекту атаки – отрывался скрытый ход сообщения. Когда до объекта атаки оставалось несколько десятков метров, начинали отрывать траншею, которую использовали в качестве исходной позиции при штурме опорного пункта. Этими ходами сообщений некоторые опорные пункты отсекались от основных позиций, что зачастую вынуждало противника оставлять опорные пункты и отходить без боя. После овладения ближайшим пунктом ход сообщения наращивали далее в глубину обороны противника, к следующему опорному пункту. Пользуясь такой тактикой на всем фронте наступления, войска Народной армии в течение апреля 1954 года взяли в конечном итоге местный аэродром. Благодаря этому оборона французов была расчленена на две изолированные группировки.
Потери защитников Дьенбьенфу росли. Число убитых и раненых приблизилось к 5-тысячной отметке. Эвакуация раненых была крайне затруднена. Моральный дух французских солдат и офицеров был заметно подорван. Иссякали запасы продовольствия и боеприпасов. Грузы, сбрасываемые с самолетов для осажденного гарнизона, зачастую падали в расположение вьетнамских войск. Генерал Наварр предложил разделить окруженные французские войска на три группы и пробиваться в Лаос, до границы с которым было каких-то 20 километров, однако ничего не получилось. Спасать французов принялись американцы, начав переброску по воздуху вооружения и продовольствия со своих баз в Японии и на Филиппинах. Но и это не повлияло на общую расстановку сил.