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在艾兰防区，越军第316大团的进攻重点是C1高地。经过三周的沉默，越军又开始对C1高地实施猛烈炮击。在C1高地山脚下，越军第176团888营811连已经和法军对峙了20天。这次，他们要给4月12日反击失败报仇。战前，第316大团指示他们后退200米，给炮火准备拉开安全距离，防止误伤。但第811连连长黎文维却坚信自己的防御阵地足以承受炮弹轰击，也相信第45炮兵团的准星。他决定只把连的预备队撤下来，连主力依然隐蔽在阵地上，待炮火准备一结束就冲上C1高地。布置在D1高地的越军75毫米山炮群开炮，精确命中了C1高地的法军阵地。
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当时，守卫在C1高地上的法军是第1伞降轻步兵团2营3连（连长：勒格里中尉，兵力约80人）把守，在他们身后的C2高地则由第5越南伞兵营2连（连长：范文富中尉）负责，预备队放在了C2高地反斜面。从C1高地的前沿战壕，遭到轰击的3连可以清楚地看到越军第176团888营打出的各色信号弹交互升空。
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20点20分，越军开始炮火延伸，黎文维命令第811连冲出阵地，越过法军铁丝网，直插C1高地插旗点。不一会儿，越军的炮火和手榴弹群就吞没了法军阵地。不过，法军打得还是很顽强。811连冲在最前面的旗手战士阿胜被冲锋枪火力打倒，在离插旗点仅10米处牺牲。战士阿安接过沾满鲜血的红旗，一个冲刺就登上C1高地山顶。接着，811连主力也冲了上来。经过5分钟的战斗，811连拿下了C1高地插旗点。20点35分，法军第1伞降轻步兵团2营3连让出了C1高地山顶。瓦扬上校的105毫米榴弹炮群试图提供炮火支援，可弹着散布带太大了，效果甚微。战至21点00分，3连连长勒格里中尉头部负伤，全连伤亡30多人，剩余的50人龟缩到反斜面的交通壕。9点，他们缩编成1个加强排由莱尔上士指挥，继续抵抗。与此同时，越军第888营也紧急把预备队第1480连投入战斗，和811连一起继续冲向C1高地南坡。
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接到C1高地山顶丢失的消息，法军第1伞降轻步兵团2营营长布雷切斯少校立即命令佩里乌中尉率1连反击，结果1连还在南坡爬山，就被来自北面的迫击炮火覆盖，佩里乌中尉阵亡，1连只得在南坡和龟缩的3连会合。不久，越军第1480连和811连冲进南坡的法军阵地，双方拼起了刺刀。血战打到5月2日凌晨01点00分，法军2个连几乎全军覆灭，1连和3连只有不到20人（战前2个连合计有180人）逃回C2高地，而且全部带伤。获得胜利的越军第1480连和811连马上把缴获的铁丝网和地雷埋设在西坡，做好打敌反扑的准备。他们不知道的是，布雷切斯已经没有预备队了，除了呼叫炮兵火力对C1高地实施火力覆盖外，他只能沮丧地向德卡斯特里准将报告，C1高地于5月2日凌晨02点07分失守。
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越军第176团888营811连和1480连夺回了C1高地，赢得战役第三阶段的开门红！
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在C1高地西北，越军第312大团209团也对505高地发起攻击。把守D3高地的是谢内尔少校的泰族第2步兵营以及第3阿尔及利亚步兵团3营12连（该连曾在3月30日夜到31日凌晨的战斗中协助第4殖民地炮兵团2营4连打退了越军的进攻），进攻D3高地的是越军第209团166营（法军战史直到今天还错误地认为他们当时的对手是141团）。
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越军第312师战史对这次战斗进行了比较详细的描述：
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第三阶段作战一开始，第209团166营就进攻了505高地。这是距芒清中心区德卡斯特里指挥部1.5千米、位于东北方向的一个重要据点。505据点宽150米，纵深120米，由第6殖民地伞兵营1连据守，敌人约80人，分成3个排（2个排集中防御北面和东面9个碉堡，1个排在南面）。敌人火力配系共有4挺重机枪、2门60毫米迫击炮、1门57毫米无后坐力炮、50支冲锋枪，据点周围还有铁丝网系统，地雷工事、阵地也十分坚固，且各个相连。经过对敌情多夜的侦察，在确定了敌人各个火力点后，5月1日16点30分，第312大团开始对505据点进行炮火急袭。
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在冲击伊始，敌人从507和509据点进行激烈的侧射火力救援。到18点00分，我军虽然基本撕开了突破口，但冲击部队却遭到了敌人火力三面拦阻，进攻受挫。19点30分，步兵从各个方向同时冲锋。606连勇猛冲过了突破口，在高地上占据了一个桥头堡，往据点中心发展进攻时被敌人重机枪火力拦阻，没能成功发展。在据点西南方向，第618连的攻坚也打得十分惨烈。敌人依托工事和东南坡的迫击炮阵地对我618连冲击队形进行急袭射击，造成我多名战士伤亡。为了创造对敌进攻压倒性的冲击力，21点30分，209团166营决定把61连和363连调上来投入战斗，分割包围敌人固守的各个碉堡，然后穿插敌后打掉敌人指挥所。战至5月2日凌晨00点30分，我军完全控制了整个505据点阵地，守敌约80人被我全歼，所有武器装备均被缴获。但166营也付出了不小的伤亡，计40位同志牺牲，55位同志负伤。
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为了配合第166营的战斗，5月1日夜，第154营也攻打了505A据点。5月2日4点30分，154营和166营胜利完成任务，然后迅速在既得据点组织阵地防御系统，准备打敌反扑。
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越军战史的记载除了对法军部队番号识别错误外，战斗过程的描述基本是正确的。实际上，泰族兵和阿尔及利亚兵因为先前的表现，已经失去了法军的信任。在越军发起攻击后不久，法军第6殖民地伞兵营营长托马斯少校就从506高地把3连给派上去增援505高地。让人意想不到的是，泰族兵和阿尔及利亚兵打得非常好，他们以重大伤亡先击退了越军一次冲击。21点30分，越军投入预备队继续进行第二次冲击。由于法军炮兵实力受到极大削弱，没法给505高地提供炮火支援。双方很快陷入了肉搏。为了救援505高地，第6殖民地伞兵营2连连长埃维·特拉普中尉又让弗拉芒上士带着一个不满员的排（满编57人，现只有16人）增援。可他们也被166营吞没了。天明前，505高地法军全军覆灭，无一幸免，高地失守。
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与此同时，308大团也在防线西北发起攻击。在板桥高地展开105毫米榴弹炮群对于格特防区进行了猛烈轰击，120毫米重迫击炮也在怒吼。
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黄昏，越军对利里1号和利里2号高地分别发起攻击，但第4摩洛哥步兵团1营2个连于午夜将敌击退。利里3号高地由外籍军团混成伞兵营1个连（连长：卢希亚尼中尉）把守，他在战斗中第三次负伤，失去了一只眼仍浴血奋战。从晚上8点30分到凌晨1点50分，他们先后打退36团发动的2次进攻。大约凌晨2点30分，越军第三次冲锋，一举冲进交通壕，双方展开肉搏，在H3高地的外籍兵和利里3号高地的摩洛哥兵以及仅存的1辆坦克的全力支援下，打到天明，越军败退。
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505高地之战，209团浴血奋战打下了这个坚固的据点，全歼守敌。
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在西北方向，308大团对H3高地和利里防区只是佯攻，他们的进攻重点是法军防线西北角的H5高地。该高地守军是外籍兵团混成伞兵营2个排，指挥官是阿兰·德·斯塔本雷斯中尉，士官为布瓦布维耶准尉、诺瓦克上士、祖雷尔中士，士兵只有26名。战前，越军的堑壕就将该高地团团包围。凌晨2点，第88团突然对H5高地发起攻击。凌晨3点30分，诺瓦克电告营长，高地只剩他一个人了。88团只用了1个半小时就消灭了这个排。接到报告，驻H2高地的第2外籍军团步兵团1营约50名外籍兵试图反击，但运动过程中遭到越军炮火拦阻，被迫退回。
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2日清晨，H2高地守军震惊地发现祖雷尔和2名幸存者拖着濒死的斯塔本雷斯中尉爬回了H2高地。
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午夜刚过，德卡斯特里准将电告河内，将奠边府形势如实相告——预备队没有了，各部伤亡惨重（已无法重组，甚至缩编都没用），他急需1个成建制的伞兵营在次日夜空投。5月1日夜到2日凌晨，守军战死和失踪331人，负伤168人，伤亡人数相当于半个满编营。
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越军发起第三阶段攻势的消息传到法国，濒临绝境的守军一举一动都牵动着法国军政界的心弦，没有人愿意，更没有人希望看到奠边府失败，这已经是法国在印度支那最后一根稻草，不到最后一分钟绝不能松手！在政府的指示下，国防部再次给纳瓦尔增兵——5月2日，法国远征军总部接到通知，美国空军第62运输机联队将负责把450名法国伞兵（补充兵）从法国本土空运到越南，估计在5月7日抵达西贡（这些人大部分是刚从伞兵学校毕业未经战阵的菜鸟），但远水救不了近火。
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5月1日夜到2日凌晨，围困航岗的304大团57团也发起了攻击，目标还是航岗5号高地。当时，5号高地由阿尔及利亚兵、第13外籍军团步兵团3营11连和2辆M24坦克把守。凌晨2点，越军冲进阵地，守军在坦克支援下顽强反击。08点20分，守军夺回部分失守阵地，宣称击毙越军约百名。
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5月2日中午，航岗的法军11门105毫米榴弹炮只有6门可用。当天，守军向东岸发动了更多的反击。午后的一次反击没有进展，下午4点10分的另一次反击彻底夺回了前日夜里的全部失地。但航岗5号高地已在大雨的冲刷和越军的反复炮击下渐渐失去其作用，已没法再守下去，拉朗德上校决定放弃5号高地。根据计划，守军将在5月2日夜到3日凌晨于炮火掩护下撤退。
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5月2日大雨继续下，浓云又笼罩奠边府，到奠边府出任务的法军战机不得不高飞到5180米。一些资料指出，海军的“海盗”式战斗机因没有提供氧气装置导致了出航遇到困难。尽管天气条件造成重重困难，但法国空军和海军航空兵还是向奠边府派出飞机41架次——13架轰炸机和6架战斗机执行支援任务，4架猎杀敌炮兵，10架战斗机、4架B-26和2架B-24轰炸机执行压制敌高射炮兵任务。
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在河内，纳瓦尔和科尼的关系还是很僵。尽管败局已定，但纳瓦尔还是决定向奠边府投下新的伞兵营，无论如何都要坚持打下去。目前有三个伞兵营可供选择，一个是11月和12月在奠边府奋战过的第1殖民地伞兵营，另两个是第1越南伞兵营和第3越南伞兵营。至少得保留1个伞兵营待第7殖民地伞兵营和第3外籍军团伞兵营抵达后再组建一个机动伞兵团。
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