1964年8月4日，美国政府宣称，美国驱逐舰“马多克斯”号和“滕纳·乔埃”号在东京湾(即北部湾)离最近的陆地大约65海里处的公海上进行巡逻时，遭到数目不定的北越鱼雷艇的袭击。
事后证明，这是五角大楼为扩大对越战争而蓄意制造的借口。美国政府趁机出台了“逐步升级战略”，即所谓“有限度地扩大战争”。
接着，美军开始推行“饱和轰炸”和“焦土政策”，大规模轰炸越南北方。与此同时，美国还不断增兵。到1967年，在越南的美军人数超过50万。
游击战让美军吃尽苦头
美军和南越军队对革命的绞杀激起了更多的反抗。在南越许多作战区，每家每户都组成一个战斗单位。屋内挖有防炮洞，野外挖有防空洞、藏粮洞和藏牛洞。每村每乡都是一个战斗堡垒，村有民兵、乡有游击队。大部分村、乡，尤其是那些靠近敌占区边缘地带的村乡，成了布防森严的战斗村和战斗乡。战斗村组织严密，村民有各自的战斗岗位。游击队和民兵站岗放哨，一有情况立即投入战斗。1965年以后，随着战争的扩大，大量游击队员开始转变为正规军，投入到前线与美军作战。
1965年4月3日和4日，美军在清化战役中遭受重创。4月3日上午7时，停泊在南海海面上的美国第七舰队的飞机，约400架次分批侵入清化省上空。美国飞机对着清化省北部的一些居民区、民用工程和经济设施进行狂轰滥炸。越南北方清化防空部队和地方民兵自卫队，在敌机俯冲下来的一刹那，使用各种火力一齐射向天空，组成强大严密的火力网，敌机一架架被击中，冒着浓烟倒栽下来。这一天，他们击落17架敌机，生俘1名美国飞行员，创造了一天击落美军飞机最多的纪录。
4月4日，美军又出其不意对清化突袭，不料当地武装早有准备。这一次美军失败得更惨。清化军民这一天共击落敌机30架，活捉1名美国飞行员。这次战役后，美国的轰炸行动陷入窘境。
从1964到1965年，越南南方民族解放军和游击队机动作战，进行了一系列奇袭战、伏击战、攻坚战、围点打援和反扫荡战。据初步统计，南方军民共歼灭美军近6000人，超过1961年到1964年12月底所歼灭的美军总数的一倍。在许多战场上和战斗过的地方，美军尸体横陈，发出阵阵恶臭。据美国战地记者埃德加回忆，他1964年到位于西贡不远的古芝县采访报道，发现位于县城中的甘密河里漂着一具具美军尸体，无人处理，河水和血交融在一起，在阳光下泛着恐怖的墨绿色。偶尔几个儿童经过，用长长的木棍拨弄着尸体，寻找值钱的东西。在美军的一个战地抢救部，被炸得缺胳膊少腿的士兵躺在病床上。据护士胡斯小姐讲，几乎每天她都要处理掉四到五袋残肢。
1967年7月底，南越政府将武装力量增加6.5万人，总数超过100万，同时考虑把征兵年龄降低到18岁。在8月3日的记者招待会上，美国总统约翰逊也公开宣布，把美军在越南的布防人数增加到4.5万到5万人，到1968年，美军各兵种将达到52.5万人。
1968年，越南南方人民武装发起“新春攻势”。经过45天激战，歼灭美伪军15万余人，沉重打击了美国的“逐步升级”战略。攻势还使美军士气低落，国内反战运动高涨。美国国务卿腊斯克沉重地说：“预料要进行一场长期、激烈和令人失望的斗争。”
