3月12日，越军发起攻击，奠边府战役打响。美国为了挽救法军在奠边府的败局，紧急援助法军100架轰炸机和战斗机、50架运输机，并借给法国29架配有飞行员的C-119型运输机。对此，中央军委根据毛泽东的指示，于4月9日两次致电韦国清，对奠边府的战术作了如下指示：第一，要协助越军很好组织炮火，不要吝惜炮弹，我们要及时补充;第二，对敌南北两集团，从中间切断分割之;第三，对敌据点可集中炮火分段分点逐渐摧毁;第四，打下一点后，迅即改造工事，巩固一点，而后逐段发展，紧缩包围;第五，广泛组织狙击兵，限制敌人活动;第六，乘敌已动摇，展开政治攻势。
5月6日，总攻开始。5月7日，法军指挥官德卡斯特莱准将下令投降，奠边府战役胜利结束。法军在印度支那战场的精锐部队被消灭殆尽。
6月12日，法国主战的拉尼埃政府在一片反对声中倒台。1954年7月22日，在日内瓦会议上，在中国的斡旋下，法国被迫和印支三国签订了《印度支那停战协议》，法国从越南和整个印度支那撤出了全部军队。
1955年12月24日，中华人民共和国国防部、外交部联合发出《关于撤销我国驻越南军事顾问团改派军事专家的决定》。此后，中国援越军事顾问团陆续回国，到1956年3月中旬全部回国。至此，抗法援越胜利结束。
