Suốt đêm 6/5, tiếng súng đủ các loại của ta từ tất cả các trận địa xa gần bắn vào Mường Thanh không lúc nào ngớt. Lúc trời mờ sáng, thì ngọn đồi số 5 ở phía Đông Nam mà địch gọi là cái then chốt sống của hệ thống phòng ngự Điện Biên Phủ đã lọt vào tay quân ta. Đồn Nà Nọng ở Tây Nam Mường Thanh địch thường gọi là con mắt của tập đoàn cứ điểm, ở cách chỉ huy sở Đờ Cát chưa đầy 300 thước, cũng bị tiêu diệt.

Tình hình quân địch ở Điện Biên Phủ lúc đó nguy ngập lắm rồi, mặc dầu chúng còn chiếm đóng gần 30 cứ điểm lớn nhỏ. Chúng chỉ còn một hy vọng cuối cùng để làm chậm giờ bị tiêu diệt là kéo dài cuộc chiến đấu với ta ở trên ngọn đồi Yên Ngựa. Vì vậy, chúng đã dồn lên đây những lực lượng cơ động tinh nhuệ nhất còn lại. Nhưng quân ta đã tiêu diệt ở đây trên 5 đại đội địch và 2 bộ chỉ huy tiểu đoàn. Trận đồi Yên Ngựa cũng hết sức gay go. Quân địch cố sức dẫy dụa trong lúc sắp chết. Các chiến sĩ xung kích của ta liên tiếp xung phong như vũ bão. Đến 9 giờ 30 thì ta làm chủ hoàn toàn ngọn đồi này. Số phận của phân khu Mường Thanh và của cả tập đoàn cứ điểm Điện Biên Phủ đã định đoạt từ lúc đó.

Tiếng súng vẫn nổ không ngớt. Các trận địa ở các ngọn đồi phía Đông đã nối liền thành một vành đai thép kẹp chặt lấy Mường Thanh. Tất cả các ngọn đồi đó đã nhanh chóng biến thành những đồn lũy và trận địa kiên cố của ta. Dưới bom đạn của địch, các chiến sĩ ta tấp nập chuyển hàng trăm bao cát, hàng nghìn cây gỗ để thiết lập trận địa mới. Trọng pháo hai bên lại bắn dữ dội. Trận địa của ta uy hiếp mạnh quân địch. Gần 30 đồn địch còn lại ở khu Mường Thanh lô nhô ở dưới cánh đồng chẳng khác nào những tấm bia lớn nằm phơi ra để đón hàng loạt đại bác của ta rót xuống.

Máy bay khu trục của địch lồng lộn trên không, trút xuống hàng trăm bom nặng bừa bãi vào cả trận địa ta và trận địa địch. Địch tổ chức nhiều đợt phản kích lên phía Đông; nhưng quân chúng không tiến nổi qua làn đạn của ta, lớp này đến lớp kia bị tiêu diệt ngay trên bờ sông Mường Thanh. Đến buổi trưa, tiếng súng thưa thớt, có lúc im hẳn; nhưng đó là sự im lặng trước cơn bão táp.

15 giờ chiều, quân ta mở đợt tấn công mới và cũng là đợt tấn công cuối cùng. Từ phía Đông, phía Tây, các cánh quân của ta ào ào công kích mãnh liệt. Cánh quân mạnh nhất từ ngọn đồi Yên Ngựa tấn công vào vị trí cuối cùng của địch đang án ngữ cầu lớn Mường Thanh. Chỉ trong mấy phút ta giải quyết xong vị trí này. Bọn còn sống sót kéo cờ trắng ra hàng. Đó là ngọn cờ tuyệt vọng đầu tiên của địch. Trên 100 lính lê-dương vứt súng giơ tay hàng. Vừa lúc ấy, lệnh trên của ta truyền xuống: “Nắm thời cơ, thọc sâu vào lòng địch, bắt sống Đờ Cát”.

Các chiến sĩ ta trong giờ phút quyết liệt này tỏ ra anh dũng phi thường. Đơn vị dẫn đầu của ta băng băng vượt qua cầu Mường Thanh, đánh thọc qua mấy dãy cứ điểm của địch, đánh thẳng vào cơ quan tổng chỉ huy của Đờ Cát, do một tên hàng binh dẫn đường. Mấy cỗ trung liên của địch chống lại yếu ớt đều bị tiêu diệt. Trung đội đồng chí Luật anh dũng và nhanh nhẹn nhất, lúc 16 giờ 10, đã đến sát cơ quan của Đờ Cát. Cùng lúc đó, ở phía Đông Nam một cánh quân của ta vượt qua sông Mường Thanh. Trung đội của đồng chí Thệ vượt cầu phao sang bên kia sông, băng qua các xe tăng bẹp nát của địch, tiến đánh một căn cứ trọng pháo ở phía Nam cơ quan chỉ huy.

Cánh quân phía Tây của ta cũng đã vượt qua hàng rào dây thép gai cuối cùng của địch, chỉ trong 10 phút, đánh chiếm khu trọng pháo lớn nhất, rồi cùng tiến đánh về phía cơ quan chỉ huy. Mấy phút sau các tổ đầu tiên của mấy cánh quân của ta gặp nhau ở giữa khu Mường Thanh, các chiến sĩ ôm nhau, tung mũ lên trời, giơ cao súng lên, hô lớn: “Tiêu diệt toàn bộ Điện Biên-phủ!”, rồi lại chia nhau đi chia cắt địch. Sự chống đỡ của địch lúc này hầu như hoàn toàn bị tê liệt. Cờ đỏ ta tiến đến đâu, cờ trắng của địch xuất hiện đến đấy. Hàng trăm, rồi hàng nghìn lính địch Âu Phi, lê-dương, lính dù, lính ngụy lốc nhốc giơ tay xin hàng. Chúng vứt súng, chúng tràn ra như nước vỡ bờ, mặc kệ bọn chỉ huy của chúng hoảng sợ, bất lực. Nhiều lính địch bị thương cũng bò ra tìm bộ đội ta. Chúng reo, cười, hát và hét lên: “Hết chiến tranh rồi! Hết chiến tranh rồi !” Bọn ngụy binh vứt mũ, vứt dấu hiệu, hô to: “Hoan hô bộ đội của Chính phủ! Hồ Chủ tịch muôn năm!”.

Toàn bộ quân địch ở Mường Thanh tan rã như một bờ sông gặp lụt, sứt lở từng mảng. Từ bờ sông đến khu trọng pháo, từ phía Nam đến khu chỉ huy, bây giờ cờ trắng đã mọc lên trắng xóa, nom như những ngọn phướn trong một đám tang khổng lồ.

Trong lúc ấy, trung đội đồng chí Luật với 5 chiến sĩ anh dũng nhanh nhẹn chia nhau bao vây chỉ huy sở của Đờ Cát. Ba đồng chí ở mặt trước, hai đồng chí ở mặt sau. Hầm chỉ huy của Đờ Cát to rộng khác thường, rất kiên cố, trên mấy từng lát sắt, chồng chất không biết bao nhiêu là gỗ đất và bao cát; ở trong có đủ chỗ cho toàn cơ quan tổng chỉ huy của địch ở Điện Biên Phủ làm việc. Một tên sĩ quan ngoan cố của địch ném ra một quả lựu đạn. Lập tức nó ngã vật xuống sau tiếng lựu đạn dữ dội của xung kích ta. Một tên quan ba run lập cập giơ tay ra hàng. Tổ đồng chí Luật xông vào miệng hầm hô lớn: “Giơ tay lên!”. Từ trong hầm, 23 tên sĩ quan Pháp sợ sệt chui ra, đi đầu là tên tướng giặc Đờ Cát trên vai còn lủng lẳng chiếc lon có sao cấp tướng. Toàn bộ tham mưu địch khúm núm, lắp bắp: “Chúng tôi xin hàng quân đội Việt Nam”. Lúc đó đúng 16 giờ 20.

Trên không phận Điện Biên Phủ máy bay địch vẫn lồng lộn bất lực. Từ các trận địa của ta, máy truyền thanh kêu gọi quân địch ra hàng, và phổ biến chính sách khoan hồng của Hồ Chủ tịch và Chính phủ ta. Máy truyền thanh lại hướng dẫn bọn tù binh đi theo những con đường nhất định. Đến 17 giờ chiều ngày 7/5, quân ta tiêu diệt hoàn toàn khu trung tâm Điện Biên Phủ. Lệnh giới nghiêm được ban hành. Các đơn vị của quân đội ta phân chia khu vực chiếm lĩnh.

Lá cờ đỏ sao vàng to lớn phấp phới tung bay trên cánh đồng Mường Thanh, chào mừng ngày hoàn toàn giải phóng của Tây Bắc thân yêu và đánh dấu một thất bại hết sức nặng nề nhục nhã của bọn đế quốc xâm lược.

Tiếng reo mừng chiến thắng của hàng vạn bộ đội, hàng vạn dân công trong hàng trăm cây số giao thông hào vang lên không ngớt như muốn rung chuyển cả bầu trời Điện Biên Phủ.