解放军面对这样的局势，采用了火力压制摧毁，步兵配属坦克突击的作战方法。越南人想不到中国人会在这样的地貌上使用坦克，对坦克的出现估计不足。 17日，东线的解放军在炮击过后迅速进入越南境内，分三路进入越南。其中南、北两路对越南北部重镇高平钳击。部队进入越南后，遭到了越军的疯狂阻击。十多年没有打仗的解放军面对刚刚经历过战争洗礼的越军，进攻速度并不神速。北路41军绕过越军346师的正面防御，向班庄、扣屯进攻。负责向南穿插的42军以126师为主力，组成穿插部队，向越南高平省石安县县城东溪穿插。
以59式、62式坦克搭载步兵组成的快速穿插部队迅速进攻，顺利攻克了东溪这个西北直通高平，东南可到谅山的战略要地。在穿插过程中，坦克搭载步兵的数量过多，高达每车20人，为了防止掉下车，用背包带固定在坦克上的解放军步兵面对越军的射击无法躲避，牺牲过多。 中国政府称：歼灭了以越南境内的高平、老街两地区为据点的越南国境警备民兵。但中国人民解放军伤亡惨重，仅2月17、18日两天伤亡人数就达4，000余人。2月17日，中国突袭越南，战争开始，中国占领孟关镇。 2月18日，占领清水，越军在高平战线以坑道顽抗，谅山、同登一带的导弹阵地被摧毁，老街激战，莱洲越军退守黑河南岸。
2月19日，中国突袭并占领河鹿县长白山，中国空军轰炸海防。2月20日，攻陷老街、同登，包乐激战，2月21日，中方占领高平。2月22日，中方占领包乐，越军开始抽调驻柬埔寨与老挝的精锐正规部队回防，防守河内的2个师试图对高平，莱州方面中国部队展开反击，无功而返。 2月23日，谅山附近高马山爆发激烈攻防战，中国军队占领河江。另有两个师在空军掩护下，进攻芒街、禄平。2月24日，越军反击，与中国部队在高平、老街发生激烈巷战。越军曾试图渗透进入中国境内，但遭击溃。中方占领柑塘。2月25日起，战情胶着，越军死守边防要地谅山。
第二阶段：1979年2月27日-1979年3月5日中国政府称：中国军队攻克了越南境内的军事要塞谅山市;歼灭了沙巴地区的越南军队。 3月4日，谅山陷落。 3月5日，中国宣布已达到目的，开始自越撤军。越南宣布全国总动员令，誓言抵抗到底，越军自柬埔寨与老挝抽调回国的正规部队正式抵达，已就战争态势准备就绪。苏联开始增兵中苏边界，中苏大战一触即发。另有资料显示：3月4日谅山攻防战中，中国军队大量使用了重型加农炮和榴弹炮，战后，根据谅山的实际面积和我军发射的炮弹数量进行比对，谅山的炮弹落点数量为3枚/平米，可以说，谅山的战术，完全是中国实践苏军大炮兵主义理论的样板(此信息来源于《中越战争备忘录》)。 还有越战老兵回忆：当时国内深恨越南反水，于是军方从国内运去了一火车皮的炸药，将高平、谅山的所有工厂近乎爆破完毕。此二处的工厂大量为中国援建，中方此举即为复仇。
第三阶段：1979年3月6日-1979年3月16日中国政府称：该阶段中国军队以交替掩护，边清剿边撤退的方式，于1979年3月16日全部军队撤回中国境内。 3月13日，中国继续撤军，并在撤退路线上铺设地雷，以火箭与长程炮火掩护撤军。越军无大规模追击行动。 3月15日22点20分，最後一辆军车回到中国领土。3月16日，中国宣布完成撤军行动，战争结束。 中国官方未发表伤亡人数。越南官方亦未正式发表伤亡人数，仅于官方《人民日报》上罗列了中国军队在撤退时对攻占过的城镇做出的大规模缴获破坏项目。包括基础设施、厂矿等。
战争评价概述这场战争是因边境纠纷而引发的局部战争。但有的学者认为，从其发动背景来分析，可能是一场中国共产党为了对内凝聚国家向心力以巩固其政权;对外展示军事实力和政治决心而发动的战争，战后邓小平成为第二代领导核心，华国锋下台。学者一般认为，战争原因可能有内外两大因素：
内部原因由于当时中国的文化大革命刚结束，新一届领导集体开始执政。由于文化大革命对国内人民造成的对共产党统治阶层的信任危机，中国领导人认为有必要发动一场“打击侵略者”的战争，以重新凝聚其国民的民族向心力。 自文革以来，邓小平对中国军队的作风就表现出强烈不满。邓小平在明知文革后中国军队战斗力减弱的情况下，还决心与越南一战，其目的也在于杀一下军队的傲气，给军队一些教训。
外部原因由于当时还处在冷战时期，苏联与美国在全球存在着广泛的利益冲突，而中国由于与苏联交恶以及以往输出革命的策略，导致了其在东亚地区处于相对孤立的局面。为了与苏联争夺在共产世界中的领导权，并显示中国共产党对国家的统治能力和对军队的指挥能力，及拓展外部空间并援助其盟友红色高棉政权，因此趁越南的盟友苏联忙于阿富汗战争(1979年)无暇它顾(此处有误，此战于三月告一段落，而苏联入侵阿富汗是在本年的12月)，而美国又开始与中国改善关系之际，发动了此次战争。
从另一个意义上说，中越战争，同时也是对苏联的一个教训。这点在邓小平1月访美，2月就开战的顺序来看，尤为明显。对于美国来说，西方国家乐于见到中国教训一下越南这个苏联的盟友。中越战争之后，中美关系进入了近10年的黄金时期，直到1989年6月。
战后影响战争的影响是持久的，尤其是对越南方面来说。中国军队在撤退回中国的过程中回收了此前援助越南的物资，并使越南的村庄、公路、铁路遭到严重破坏。 边界冲突持续了整个八十年代，包括1984年老山战役，两山轮战等。1999年，经过多年谈判，中国和越南签署了边界条约，但具体分界线仍然被保密。 这次的条约中包含了较小的边界调整，一些土地被归还给中国。
越南官方媒体报道新边界事实上于2001年8月左右实施。 中越战后越南并未收敛中越在边境上的摩擦依旧频繁，开启了往后长达十年的老山边界战争，中越两国海军于八十年代初在西沙群岛爆发数次海上军事冲突。越南彻底的向苏联靠拢，甚至将战略要地金兰湾借给苏联作海、空军基地之用。 这场战争还造成在越的华裔继续受到歧视并被迫移民。他们之中很多人被迫成为船民逃难，而最终移居到澳洲、欧洲或北美的其他亚裔社区，也有部分华裔回到中国境内定居。 战争的影响仍在持续着，特别是在越南。
今天越南仍然维持着世界上最庞大的陆军之一，其中的一些原因就是出于对中国的担忧。时至今日，越南依然视中国为其最大威胁。战争双方并没有因为此战解决实际的边界问题，反而使冲突进一步扩大化。
其后，柬埔寨的红色高棉政权也正式开始退出历史舞台，老挝也紧随越南走上对华敌对策略。 此战是中国人民解放军在1962年中印战争之后最后一次较大规模的对外战争，通过此战，中国军方领导层发现中国军队的实力已经与当年拉开距离。此后，中国军方开始了逐步的现代化建设，从建国初期的错误建军路线中逐渐摆脱。
战斗结果我军战果及敌我伤亡1979年对越自卫还击作战，中国边防部队在广西方向，突入越南纵深20-40千米，攻占了高平和凉山2座省会城市，以及河广和茶灵等11座县城，基本歼灭越军2个师、3个团和9个营，大部歼灭2个团和6个独立营，部分歼灭14个团和1个装甲旅，共计40671人。云南方向，突入越南纵深40千米，攻占了老街和柑瑭2个市，以及孟康、沙巴、坝洒、封土和保胜5座县城，前出郭参、铺楼、外波河、黄连山口、封土地区，共歼灭16481人(其中毙敌13524人，俘敌849人，伤敌2108人)。两个方向共歼敌57152人。1980-1989年的轮战中，中国军队共歼灭越南人民军7000人以上。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/
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