Chiến dịch diễn ra trong hai đợt. Đợt 1 (từ 5-20/3), quân ta tiến hành nghi binh, bao vây, đánh nhỏ lẻ và tiến công mạnh mẽ vào các vị trí phòng ngự của địch ở tuyến giáp ranh, giải phóng toàn bộ Quảng Trị và một phần bắc Thừa Thiên.
Đợt 2 (từ 21-26/3), ta tiếp tục tiêu diệt địch tại nhiều cứ điểm quan trọng, cắt đứt đường số 1 từ Huế đến Đà Nẵng, áp sát sân bay Phú Bài và thành phố Huế. Trước sức ép áp đảo, quân địch tháo chạy khỏi Huế qua cửa biển Thuận An và Tư Hiền, nhưng bị quân ta chặn đánh quyết liệt, tiêu diệt phần lớn lực lượng.