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在猛烈的炮击中，法军的沙包、构筑据点的原木和铁丝网被炸上天空，地表工事受到很大的破坏。透过双筒望远镜，朗格莱中校目睹了勒布尔中尉的第2外籍兵团重迫击炮连在越军炮火准备下还没投入战斗就蒙受了巨大的损失，勒布尔中尉阵亡。原来总计约200人的外籍兵团迫击炮连也只剩40人（由普瓦里耶上尉率领）。
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与此同时，越军第141团16营和428营伴随着炮火步步紧逼，很快冲至第一道铁丝网跟前，他们只是很简单地推开被炸残的铁丝网（夜间渗透的工兵早就剪开缺口，这一点上312大团的进攻准备很充分），继而冲上山头。越军突破速度之快，令法军措手不及，法军炮兵射出的炮弹大部分落在428营和16营身后，根本没什么效果，很快两军短兵相接。更糟糕的是，E高地和D1高地的法军炮兵前进观察员中枪负伤，根本无法给炮兵下达准确射击指令。于是，在越军进攻伊始，D1和D2高地的法军就失去了准确的炮火支援。
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法军炮兵的困境还不止于此。越军第45炮兵团以大部分炮火支援步兵冲锋的同时，也以一部分炮火猛轰法军的炮兵阵地。在越军第45炮兵团105毫米榴弹炮群轰击下，法军炮兵死伤惨重，开战不到24小时就战死9人，负伤65人（一个炮组成员是9人，相当于一夜就被越军炮兵打掉了8个炮组）。火炮的损失同样不小，第二阶段作战开始前法军共有21门105毫米榴弹炮和3门155毫米榴弹炮，以及外籍军团的17门120毫米迫击炮。2天战斗下来，3门105毫米榴弹炮、1门155毫米榴弹炮和3门120毫米迫击炮被击毁——但在修理兵彻夜抢修下，2门105毫米榴弹炮又恢复了战斗力（他们采取从卡车上拆下车轮充当炮轮、补上驻退器油压管上的破口等方式让榴弹炮恢复了战斗力）。尽管炮手和榴弹炮群损失很大，法军炮兵仍准确地执行了每一次射击指令，保障了支援炮火持续不断，但也消耗了大量弹药储备——在相对平静的3月下旬，每门105毫米榴弹炮备弹875发（共储存21000发），每门155毫米榴弹炮备弹600发，每门120毫米迫击炮备弹880发。从3月30日夜到4月1日凌晨，法军打出了500吨炮弹，包括半数105毫米榴弹，使总备弹仅剩10500发，最多只够1夜激战。但无论法军炮兵怎么努力都挽救不了E高地和D1高地的命运了。
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越军第二阶段总攻击态势图。
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1．第3阿尔及利亚步兵团3营11连；2．越南第5伞兵营；3．法军第3阿尔及利亚步兵团3营10连；4．法军第3阿尔及利亚步兵团3营9连；5．法军第3阿尔及利亚步兵团3营营部；6．第4殖民地炮兵团2营4连；7．法军第3阿尔及利亚步兵团3营12连；8．第4摩洛哥步兵团1营1个连；9．法军第5越南伞兵营3连；10．法军第5越南伞兵营2连；11．法军第5越南伞兵营营部连；12．法军第6殖民地伞兵营1个连；13．法军第1外籍兵团伞兵营4连；14．法军第4摩洛哥步兵团1营2个连；15．法军第4摩洛哥步兵团1营营部；16．第1外籍兵团伞兵营1连
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尽管马丁纳斯上尉率领第5越南伞兵营4连和30名阿尔及利亚兵顽强地打了3个小时，可最终还是被越军第141团16营和428营进攻狂潮吞没。19点45分，越军第141团团长光宣向武元甲大将报告，他们胜利攻克了E高地。19点50分，法军在E高地的无线电信号彻底消失。拿下高地后，越军马上展开670连（连长：阿卢，指导员：阿开）在山头布置轻重机枪和迫击炮，以及57毫米无后坐力炮支援部队继续朝210高地发展进攻。
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在D1高地，第3阿尔及利亚步兵团3营的9、10两连在营长加朗多上尉指挥下，一度还是进行了比较顽强的抵抗。17点00分，越军开始炮轰D1高地；18点00分，第209团66营和154营就冲了上来。根据团长黄琴少校的部署，66营负责主要方向的突击，154营负责次要方向的突击。在主要方向上，66营爆破排连续在3道铁丝网上炸开口子，发起冲击。担任全营主攻连任务的第606连直扑D1高地山顶。虽然阿尔及利亚兵极力组织抵抗，但606连巧妙分兵，一路正面冲击，一路抄到对方战斗队形背后，前后夹击予以消灭。刚刚获得“全国模范战士”荣誉称号并提升为排长的陈琴继续冲在队伍最前面，他带领突击班冲上山顶，打掉了主碉堡。次要方向上，154营刚刚冲出堑壕就遇到猛烈的火力拦阻，受阻近1个小时才再次组织冲击。两个营合力战斗，沿着山上各条战壕逐次清剿残敌。经过2个小时的战斗，第3阿尔及利亚步兵团3营9、10连大部分被歼，部分人逃下了高地。营长加朗多上尉也很无奈地离开了高地。20点00分，越军第209团团长黄琴少校向武元甲大将报捷——209团准时攻克D1高地！
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第二阶段总攻击一开始，越军就连下两城，夺取了E高地和D1高地，抓了不少俘虏。
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接着，第209团团长黄琴让154营留下2个连在D1高地组织防御，66营撤下来。第一批目标的达成，让黎仲讯很是满意，他决心继续扩大战果，遂命令第209团团长黄琴把130营投入战斗，直扑D2高地，加强给第141团的165团115营扑向210高地，两个营的任务是不给法军以喘息的机会，发展进攻扩大战果。按照越军的记载，第165团115营和第209团130营由于没能选好主要突破方向，在对方的坚决抵抗下，两个营损失很大，最终也没能攻下D2高地和210高地，不得不在3月31日清晨停止了战斗。
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对法军来说，随着E高地和D1高地的陷落，第312大团几乎直接面对楠云河，在多米尼克防区，能挡住越南人民军的就只有D2高地了。要是D2高地失守，那么312大团顷刻间就能冲过楠云河，活捉德卡斯特里。不过，3月30日的月亮并非只看到了越军312大团的胜利，它还见证了一名智勇双全的法军炮兵连连长，奠边府将因他得救，他就是法军第4殖民地炮兵团2营4连连长布兰布鲁克中尉。
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D2高地，位于E高地和D1高地背后，是多米尼克防区和中心区之间的最后一道屏障，由于E高地和D1高地的遮挡，越军没有注意到第4殖民地炮兵团2营4连的4门105毫米榴弹炮驻扎于此，因而使炮4连在第二阶段的越军炮火准备中完好无损。战前，朗格莱视察D2高地时，指示炮4连连长保罗·布兰布鲁克中尉一要封锁从E高地和D1高地间穿过的41号公路，二要在E高地和D1高地失守后挡住越军发展进攻，保护楠云河渡口安全。
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D2高地很特别，有一条南北走向的旧排水沟（该排水沟是日军于1945年占领奠边府后修建的），深度和高度均约180厘米。炮4连的阵地就围绕这个排水沟修建。炮连指挥所、战壕和弹药库都修在排水沟两侧，其东梢是沙包垒成的炮阵地。阵地北侧由重铁丝网掩护下的雷阵保护，另一道铁丝网在东面保护炮阵地正面。楠云河从D2高地的炮阵地背后以西约8米流过。除了炮4连外，D2高地还驻有菲劳多中尉的第3阿尔及利亚步兵团3营12连，他们在炮阵地周围掘壕固守。这个连的另一个连长阿利克斯中尉同时用12.7毫米机枪保护北半面的铁丝网和雷场。这些部队统归第4殖民地炮兵团2营4连连长布兰布鲁克中尉节制。
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3月30日傍晚，越军炮弹不断在周围落下时，炮4连的西非炮手们惊讶地看到阿尔及利亚兵从前方约270米的E高地疯狂溃逃下来。炮4连连长布兰布鲁克中尉立即向第4殖民地炮兵团2营营长克内希特少校报告了这次溃散。晚10点前，布兰布鲁克和E高地炮兵前进观察员的联络也告停止。大部分溃逃的阿尔及利亚兵向南朝东岸的楠云河大桥狂奔，但还是有些人跑上D2高地，试图让炮4连庇护。他们之中有一位来自越南第5伞兵营4连的法军中士贝朗孔特，在被一枚手榴弹重伤后，他丧失了表达能力。当布兰布鲁克再次和炮营部联络，就当前进攻威胁请求指示时，第4殖民地炮兵团2营营部仍不相信E高地和D1高地已经陷落。
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西非炮手们都还有步兵武器，勒·普瓦特万军士长组织部分西非炮手进入阵地准备近战。面对溃兵潮，布兰布鲁克中尉担心配属他们的第3阿尔及利亚步兵团12连同胞会受影响而军心不稳，故将逃进高地拒不参战的阿尔及利亚兵统统驱逐。与此同时，越军第209团的预备队——130营已经扑了过来，准备一鼓作气拿下D2高地，饮马楠云河畔。
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越军前进速度很快，他们跟在溃兵潮后从东面逼近了D2高地。面对敌我夹杂朝D2高地涌来的复杂情况，布兰布鲁克表现出了他不同凡响的领导能力——他并没有像一般军官那样下令部下进行不分敌我的拦阻射击，而是指示所部禁止用机枪射击，仅用步枪射击，为掩护溃兵撤退不惜准备把越军放近再打。看到D2高地的守军如此“仗义”，阿尔及利亚溃兵倍受感动，不再往D2高地逃跑，而是往南一闪，把跟在自己屁股后面的越军209团130营给暴露出来。布兰布鲁克这一高招也让他手下的西非炮手士气大为提振。突然失去掩护的130营大为震惊，但很快从错愕中清醒，依仗人数优势，朝D2高地冲了过来。
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面对危局，布兰布鲁克十分冷静。他先是电告第4殖民地炮兵团2营营长克内希特少校，引导中心区的炮5连和炮6连用炮火支援D2高地，继而下令所有预备炮组成员都加入到普瓦特万的排，与阿尔及利亚兵一起，用步机枪火力配合炮火阻击进攻之敌。
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尽管密集的子弹和炮弹将越军一批批射倒，但130营也知道，只要打下D2高地，就能冲到楠云河畔！因此，越军不顾重大伤亡持续冲击，倒在地上的战士纷纷拒绝救护，催促战友赶紧突破。
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在奠边府堑壕防御的法军士兵。面对越军持续不断的进攻和围困，他们显得有些彷徨。
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不一会儿，130营就顶着法军的火力拦阻冲上了D2高地，直扑炮阵地，他们的身影在伞降照明弹映衬下清晰可见。在这危急关头，炮4连连长布兰布鲁克下达了那道著名的炮兵近战令——“炮兵上刺刀（直瞄射击）！”在他的命令下，4门榴弹炮把炮口压到最低，直接对准越军冲锋集团，炮弹引信也设为触发（0秒延迟引爆）。伴随着炮弹出膛，密集的爆炸在阵前发生，越军的血肉之躯当即化为尸山血雨，夹杂着弹片漫天飞舞。在炮火轰击的同时，机枪也对迫近环形防线的人民军狂扫射击，步枪也一发接一发地射向越军。在密不透风的联合火力打击下，最后一名越军退了下去。沿着铁丝网，到处都是越军的尸体。这时，越军第45炮兵团的观察员们终于发现了D2高地的法军第4殖民地炮兵团2营4连。密集的炮弹也开始落到D2高地，许多是哑弹。经检查，这些炮弹引信都很低劣。
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午夜2点，稍加重组的130营又发起了第二次进攻。面对130营的疯狂，炮4连再次重复先前的操作，直瞄射击加触发引信，将来攻之敌一片片炸倒。与此同时，中心区的第4殖民地炮兵团5连和6连也全力支援D2高地，密集的弹群在4连炮阵地前形成一道道火墙，有效地阻止了越军的突破，130营第二次进攻也失败了。虽然2次打退对手的进攻，但布兰布鲁克中尉手下仅180名炮兵和北非兵，他们是奠边府东北锁钥唯一的守军，要是他们被打垮，那奠边府就完了！D2高地急需增援！克内希特少校收到了布兰布鲁克中尉的增援请求，但打了回票：此时，艾兰和于格特到处都在激战，到处都需要援军，根本不可能派出援军给D2高地，不管它的位置有多重要，至少它不比A1高地重要！为了给D2高地打气，朗格莱中校在电台中指示布兰布鲁克中尉在形势绝望的情况下允许毁炮撤退，但被自信的布兰布鲁克中尉拒绝。
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D2高地的战斗还在继续，130营又发起了第三次冲锋。第4炮连在5、6两个姐妹炮连支援下继续进行有效的拦阻射击。在埃佩维耶高地上的2挺大口径高射机枪（由勒默尔军士长指挥）也朝越军侧翼泼洒出密集的弹雨，阻止了越军从北面迂回D2高地的企图。越军好不容易冲到排水沟附近，却又遭遇掩护北部雷区和铁丝网的阿尔及利亚12.7毫米机枪手致命的火网，130营第三次进攻又被击退，但炮4连的怒吼仍在持续。趁着战斗间隙，布兰布鲁克中尉逐一视察了手下炮位，进行检查，激励士气，提出建议并开开玩笑。此时，4门榴弹炮管已经烫得无法触摸，炮手们都累得几乎瘫倒在地，脚下的泥泞又常常使炮手打滑。