Đợt 1 từ 13 tháng 3 đến 17 tháng 3, QĐNDVN tiêu diệt phân khu Bắc của tập đoàn cứ điểm. Các đơn vị được bố trí như sau: Đại đoàn 312 (thiếu trung đoàn 165) tiến công tiêu diệt trung tâm đề kháng Him Lam. Trung đoàn 165 (312) và trung đoàn 88 (đại đoàn 308) tiêu diệt trung tâm đề kháng đồi Độc Lập. Trung đoàn 36 (308) tiêu diệt trung tâm đề kháng Bản Kéo. Trung đoàn 57 (đại đoàn 304) kiềm chế pháo binh đối phương ở Hồng Cúm.

Để bảo đảm nguyên tắc "trận đầu phải thắng", tham mưu đã bố trí một lực lượng mạnh hơn quân Pháp gấp 3 lần, nếu kể cả lực lượng dự phòng, gấp 5 lần, có kế hoạch phòng pháo, phòng không, chống phản kích, dự kiến các tình huống cơ bản và cách xử lý trong quá trình diễn biến chiến đấu. Công tác kiểm tra được thực hiện tỉ mỉ.

Trận Him Lam

Lúc 15 giờ ngày 13 tháng 3, các đơn vị của đại đoàn 312 bắt đầu tiến ra trận địa xuất phát xung phong.

Lúc 17 giờ 5 phút chiều ngày 13 tháng 3 năm 1954, trận đánh bắt đầu. 40 khẩu pháo cỡ từ 75 đến 120 mm, đồng loạt nhả đạn. Một viên đạn pháo rơi trúng sở chỉ huy Him Lam, giết chết thiếu tá chỉ huy trưởng Paul Pégot cùng với ba sĩ quan khác và cả chiếc điện đài. Him Lam mất liên lạc với Mường Thanh ngay từ giờ đầu trận đánh. Một kho xăng bốc cháy. Các trận địa pháo ở Mường Thanh tê liệt. 12 khẩu trọng pháo và súng cối bị đánh hỏng. Đường dây điện thoại từ khu trung tâm tới các cứ điểm đều bị cắt đứt. Nhiều hầm, hào, công sự sụp đổ.

Sau đợt bắn pháo dữ dội, QĐNDVN tiến công một trong các cứ điểm kiên cố nhất là cụm cứ điểm Him Lam (Béatrice). Đến 23 giờ 30 đêm, chỉ huy Lê Trọng Tấn báo cáo Bộ chỉ huy chiến dịch: Đại đoàn 312 đã hoàn thành nhiệm vụ tiêu diệt trung tâm đề kháng Him Lam, xóa sổ hoàn toàn Tiểu đoàn III/13e DBLE, thu toàn bộ vũ khí, trang bị. Ngày hôm sau, phía QĐNDVN cho phép một xe zíp và một xe cứu thương của Pháp lên Him Lam để thu lượm thương binh.

Trận đồi Độc Lập

Lúc 14 giờ 45 ngày 14 tháng 3, tướng Cogny đáp ứng yêu cầu của Castries là tăng cường ngay cho Điện Biên Phủ một tiểu đoàn dù để duy trì số lượng của tập đoàn cứ điểm như trước khi nổ ra trận đánh: 12 tiểu đoàn bộ binh. Những chiếc C-47 Dakota liều lĩnh vượt qua lưới lửa cao xạ, bay thấp thu ngắn thời gian tiếp đất của những chiếc dù, ném xuống Tiểu đoàn 5e BPVN do Đại úy André Botella chỉ huy.

Trong khi đó, phía QĐNDVN cũng triển khai bước tiếp theo. Nhiệm vụ tiến công đồi Độc Lập (Pháp gọi là Gabrielle) được giao cho Trung đoàn 165 (Đại đoàn 312) và Trung đoàn 88 (Đại đoàn 308) dưới quyền chỉ huy của Đại đoàn trưởng Đại đoàn 308 Vương Thừa Vũ. Trung đoàn 165 đảm nhiệm mũi chủ yếu đột phá từ hướng đông - nam, đánh dọc theo chiều dài của cứ điểm. Trung đoàn 88 phụ trách mũi thứ yếu, đột phá từ hướng đông bắc, đồng thời mở một mũi vu hồi ở hướng tây, và bố trí lực lượng làm nhiệm vụ chặn viện từ Mường Thanh ra.

Lúc 3 giờ 30 phút ngày 15, chỉ huy trưởng trận đánh hạ lệnh tiến công, cả lựu pháo và sơn pháo lúc này lại lên tiếng. Lúc 4 giờ sáng, chỉ huy trưởng cứ điểm Gabrielle là Thiếu tá Roland de Mecquenem báo cáo tình hình bằng điện đài và được chỉ huy tập đoàn cứ điểm de Castries hứa sẽ yểm trợ pháo tối đa, kể cả pháo 155 ly, và sẽ có phản kích nhanh chóng bằng bộ binh và chiến xa. Không lâu sau đó, một trái đại bác rơi trúng hầm chỉ huy cứ điểm Gabrielle. Mecquenem may mắn thoát chết nhưng Thiếu tá Edouard Kah, người đang nhận bàn giao thay thế Mecquenem chỉ huy cứ điểm bị thương nặng. Đến 6 giờ 30 phút sáng ngày 15, QĐNDVN cắm cờ Quyết chiến Quyết thắng lỗ chỗ vết đạn trên đỉnh đồi Độc Lập. Tiểu đoàn V/7e RTA bị xóa sổ, cả Kah, Mecquenem và những sĩ quan binh sĩ sống sót đều bị bắt làm tù binh.

Quân Pháp mở cuộc phản công dưới sự chỉ huy của Trung tá Pierre Langlais, chỉ huy trưởng phân khu Trung tâm thay cho Trung tá Jules Gaucher tử trận, huy động 2 tiểu đoàn dù 8e BPC và 5e BPVN, tổng cộng 1.000 lính cùng 5 xe tăng, nhưng đang tiến quân thì bị nã pháo trúng đội hình nên bị đẩy lùi.

Cũng sáng hôm đó, Charles Piroth, chỉ huy pháo binh cứ điểm, sau hai đêm không thực hiện được lời hứa bịt miệng các họng pháo của Việt Minh, đã tự sát trong hầm của mình bằng một trái lựu đạn. Jean Pouget viết trong hồi ký: "Trung tá Piroth đã dành trọn một đêm (13 tháng 3) quan sát hỏa lực dần dần bị đối phương phản pháo chính xác một cách kinh khủng vào trận địa pháo của ông, hai khẩu pháo 105 ly bị quét sạch cùng pháo thủ, một khẩu 155 ly bị loại khỏi vòng chiến đấu..." Trung tá André Trancart, chỉ huy phân khu Bắc, bạn thân của Piroth kể lại sau trận Độc Lập, Piroth khóc và nói: "Mình đã mất hết danh dự. Mình đã bảo đảm với Castries và tổng chỉ huy sẽ không để pháo binh địch giành vai trò quyết định, và bây giờ, ta sẽ thua trận. Mình đi thôi".

Trận Bản Kéo

Sáng ngày 17, đồn Bản Kéo (Anne-Marie) xôn xao vì có tin Việt Minh sắp tiến công. Buổi trưa, từng đám binh lính dân tộc Thái kéo tới gặp viên đại úy đồn trưởng, nêu hai yêu sách: "Một, phải phát hết khẩu phần lương thực. Hai, giải tán đồn cho binh lính về quê hương làm ăn." Đại úy Clarchambre (Clácsăm) kinh hoàng điện cho Mường Thanh: "Chúng tôi buộc phải bỏ vị trí rút về khu trung tâm đây!" Và Clarchambre mở cổng đồn, ra lệnh cho binh lính theo mình về sân bay. Nhưng binh lính không còn nghe theo lời chỉ huy, ào ào chạy về phía khu rừng. Clarchambre vội gọi điện về Mường Thanh, yêu cầu cho pháo bắn chặn đường rút chạy của binh sĩ Thái, nhưng cũng không ngăn cản được. Trung đoàn 36 không cần nổ súng đã chiếm được Bản Kéo, và thừa thắng tiến vào chiếm các ngọn đồi ở phía bắc sân bay.

Kết Quả Đợt 1

Chỉ sau năm ngày chiến đấu, cánh cửa phía bắc của tập đoàn cứ điểm Điện Biên Phủ đã mở toang. Lực lượng phản kích Pháp không thể giành lại những vị trí đã mất, đặc biệt chỗ dựa của tập đoàn cứ điểm là sân bay đã bị uy hiếp nghiêm trọng. Ngày 20 tháng 3 năm 1954, Tổng tham mưu trưởng Pháp Ely, được phái sang Mỹ cầu viện. Ely phát biểu công khai: "Pháp không thể thắng được với phương tiện hiện có trong tay" và yêu cầu Mỹ tăng cường giúp đỡ vũ khí, đặc biệt là máy bay ném bom B-26, và nếu cần thì can thiệp bằng không quân.

Ngay từ những ngày đầu (từ 23 tháng 3) pháo binh của Việt Nam đã loại bỏ khả năng cất, hạ cánh của sân bay Mường Thanh và Hồng Cúm, từ đó trở đi các máy bay Pháp chỉ còn tiếp tế được cho tập đoàn cứ điểm bằng cách thả dù, điều này cho thấy cầu hàng không mà bộ chỉ huy Pháp đặt nhiều kỳ vọng thực tế là rất yếu ớt trước cách đánh áp sát của đối phương.

Nói riêng về đạn pháo, trong quá trình chiến đấu tại Điện Biên Phủ, quân Pháp đã bắn hết hơn 110.000 quả đạn lựu pháo cỡ 105mm trở lên. Trong khi đó, Quân đội Nhân dân Việt Nam đã bắn 20.700 quả 105mm, trong số này có 5.000 quả là đoạt được từ dù tiếp tế của đối phương, 11.700 quả là chiến lợi phẩm từ Chiến dịch biên giới năm 1950.

Mới chưa hết ba ngày chiến đấu, quân Pháp ở Điện Biên Phủ đã tiêu thụ một số lượng đạn dược khổng lồ: 12.600 viên đại bác 105 ly, 10.000 viên đạn cối 120 ly, 3.000 viên đạn trọng pháo 155 ly, chiếm gần nửa số lượng dự trữ. 11 khẩu súng cối 120 ly bị phá hủy hoàn toàn, và 4 khẩu đại bác 105, 155 ly hỏng cần được thay thế. Nhưng con nhím Điện Biên Phủ lúc này không chỉ cần có đạn dược và lương thực. Pháp cần vận chuyển cho binh đoàn đồn trú những thứ tối cần thiết không thể thả bằng dù, và di tản thương binh đã làm cho những căn hầm cứu chữa dưới lòng đất bên bờ sông Nậm Rốm trở nên ngột ngạt. Nhưng do chiến hào của QĐNDVN đã vào gần, đặc biệt là sự tiếp cận của súng máy phòng không, những cuộc hạ cánh ban đêm trở nên hết sức khó khăn. Pháo cao xạ đã trở thành nỗi kinh hoàng đối với những viên phi công Pháp và Mỹ. Các loại máy bay chiến đấu vận tải, kể cả pháo đài bay B-24 Liberator của Hoa Kỳ liên tiếp bị bắn rơi trên bầu trời Điện Biên Phủ.

Ngay từ những ngày đầu của đợt 1 quân Pháp đã nhận ra những tính toán ban đầu của họ là sai lầm dẫn tới các điểm yếu chết người và tương lai thất bại rõ ràng, nhưng họ vẫn tăng cường cầm cự Điện Biên Phủ đến mức tối đa vì hy vọng khi mùa mưa đến Quân đội Nhân dân Việt Nam không thể giải quyết vấn đề hậu cần và sẽ bỏ cuộc, Điện Biên Phủ sẽ tránh được đầu hàng. Sau đó khi mùa mưa không giúp được, bộ chỉ huy Pháp hy vọng cầm cự càng lâu càng tốt để Hội nghị Genève sẽ nhóm họp vào đầu tháng 5, sẽ có ngừng bắn trước khi tập đoàn sụp đổ. Nhưng hy vọng này cũng không có được, Điện Biên Phủ đầu hàng một ngày trước khi nhóm họp Hội nghị Genève về vấn đề Đông Dương.

Tổng kết đợt 1, QĐNDVN đã tiêu diệt hoàn toàn 2 tiểu đoàn tinh nhuệ, 1 tiểu đoàn và 3 đại đội quân Quốc gia Việt Nam bị bắt, tổng cộng 2.000 lính đã bị loại khỏi vòng chiến đấu, 12 máy bay bị bắn rơi. Báo cáo kết luận tại Hội nghị sơ kết đợt 1 chiến dịch đã kết luận phải tiếp tục "nắm vững phương châm và chủ trương tác chiến, tích cực hoàn thành nhiệm vụ của giai đoạn 2".

hành trình Tây Bắc.