3月1日，越南军308师投入谅山战斗，由于这个师号称“无敌师团”，因此被中国军队认为是越军战斗力最强的一个师。就在这一天，越南政府公布“已经消灭中国军队两万七千人”，而中国方面首脑部发布的消息称双方的损失比例为10：8，越军10，中国军8，但并没有公布具体伤亡数字。
战斗以谅山为中心激烈进行，双方都动用了大口径火炮进行炮兵战。这种炮战对城市破坏极大，许多越南多年辛苦建设的设施变成瓦砾。就在3月1日，中国军队突入谅山市内，而越军死战不退，依托各个据点进行巷战。两国步兵则分散成小的单位，展开对于若干据点的争夺。围绕着许多很小的据点，双方都拉锯般进行着攻占和死守的惨烈战斗，直到一方把血流干。
由于作战已经在距离首都河内仅仅150公里的地方展开，越南方面十分紧张，紧急派出久经沙场的总司令官波棍杂普(音译，推测为武元甲)前往前线指挥。与之相对，中国方面也派出了在朝鲜战场富有实战经验的老将许世友，杨德(得)志。后者不久就成为中国人民解放军陆军总参谋长。由此事实可以看出中越两国对于这场战争的重视程度。
由于战斗规模远远超出序战时的预测，这场战争进行到如此程度，引发了周边各国不同的关注和参与。
省会陷落
中越两国交战，邻国中最大的变数也是最受关注的是苏联的态度。3月2日，苏联发表声明，对中国表达了强烈的非难。称“如果战争持续发展，将向越南派出志愿军”。也许是为了增加对中国方面的压力，表达对越南的支持。此时，多艘苏联海军战舰在中国和越南均表示拥有主权的西沙群岛海域出现。
中国海军斯不甘示弱，派出十余艘炮舰和鱼雷艇进入同一海区，与苏联舰艇对抗。与此同时，美国第七舰队的舰艇也驶入东京湾深处，举行了虽然规模不大但技术含量甚高的演习行动，尽管这个地方对美国来说并不是一个很吉利的地方。
