1964年8月初，北越鱼雷艇向正在公海执行巡逻任务的美国“马多克斯号”驱逐舰发动了攻击。美国参谋长联席会议因此下令对北越海军基地实施惩罚性空袭。美国国会通过了东京湾决议，授予约翰逊总统全权调遣美国军队参加东南亚战争。
到1965年，事情已经很明显，在苏联的帮助下，北越的防御力量正在全面增长。
那年不但北越空军初露锋芒。而且在某些战斗中，SA-2(当时还是新式武器)地空导弹也得到广泛使用。这样一来越南很快就成了苏美技术和战术原则的试验场。河内政权依靠由地面引导的苏制的截击机、雷达指挥的高炮、小口径目视瞄准自动武器和地空导弹构成了一个综合防空体系。这一体系依靠大量的雷达站对来袭的美国飞机实施预警和跟踪。随着时间的推移，美军面临的是一个日益先进、高度密集的防空体系。美国很快发现，他们必须改变战术和技术，才能对付这种三位一体(即地空导弹、高炮以及技术日益熟练的飞行员驾驶的米格截击机)的威胁。
1964年的东京湾事件
1954年法国从东南亚撤出之后，美国就不断增加对南越非共产党政权的支援。1964年以前，美国仅限于给予财政援助和派遣军事顾问。然而，到了1964年，南越政府显然已无力固守抵御越共叛乱分子的防线了。
由于缺乏有关越共叛乱规模的准确情报，美国军政首脑感到束手无策。1964年7月31日美国参谋长联席会议决定实施海上巡逻，目的是在北越沿海地区进一步搜集情报。于是，装有特种电子情报装置的“马多克斯号”驱逐舰便开始进行巡逻。
8月2日，三艘北越鱼雷艇高速向“马多克斯号”逼进。“马多克斯号”一边规避鱼雷和机关炮的攻击，一边进行还击。在“提康德罗加号”航空母舰上的舰载机的支援下，他们击沉了北越的一艘鱼雷艇，重创另外两艘。美国国务院向河内政府提出严重抗议，并警告他们说，如果河内再无端对美军发动攻击，就要承担严重的后果。另一艘驱逐舰“特纳乔伊号”也开赴该水域与“马多克斯号”会合，以增强安全性；“星座号”和“奇尔沙治号”两艘航空母舰受命驶入东京湾，与“提康德罗加号”航空母舰会合。
8月3日，“马多克斯号”和“特纳乔伊号”恢复巡逻活动。据美官方报道，巡逻地区距北越海岸至少有11海里。8月4日日落时，这两艘驱逐舰收到了位于36英里以外处的雷达回波，经分析就是前次向美舰发动攻击的那种型别的鱼雷艇。当鱼雷艇距离美舰6,000码时，美舰开了火。这次战斗持续到深夜，两艘北越鱼雷艇被击沉，另两艘被击伤。美舰安然无恙。
为了对美国军舰在东京湾遭到攻击这一事件进行报复，参谋长联席会议批准立即对北越的几个海军基地实施空袭。8月5日下午，“星座号”和“提康德罗加号”上的舰载机轰炸了位于荣市(为北越最重要的海上转运中心之一)的五个北越巡逻艇基地和一个油料仓库。共摧毁8艘鱼雷艇，击伤21艘，炸毁全部储油罐。美国为这次报复行动也付出了代价，有两架飞机被事先未曾料到的猛烈高射炮火击落。
美国这次对北越实施空袭两天之后，第一批苏制米格歼击机出现了。在福安机场发现了共产党中国提供的30架米格-15和米格-17，因为这两种飞机外形相似，因此弄不清每种有多少架。这种机动性较好的飞机成了北越空军的主力。以前它只有4架直升机、30架教练机和50架运输机。
8月7日，美国对参加东南亚战争的态度发生了急剧变化，那一天国会通过了东京湾决议，授权总统“可采取一切必要手段，包括使用武装力量”。2个中队的B-57轰炸机立即进驻南越边和机场，几个中队的F-100和F-102歼击机进驻岘港。F-105歼击机则进驻泰国打卡里的皇家空军基地。
“燃烧着的标枪”据估计，到1964年底，越共控制的南越土地约为三分之二到四分之三。1965年，越共袭击美军和南越军队的次数增加了。2月7日，越共向波莱古发射了迫击炮弹，美军被击毙8人，击伤126人，9架直升机和1架运输机被击毁，5架直升机和6架轻型观察机被击伤。
约翰逊总统被这次袭击激怒了，他立即下令实施报复性反击，并声称这次报复性反击应该是“联合的”、“迅速的”和“适当的”。当天上午，美空军和南越空军的飞机袭击了北越执礼附近的兵营，这次行动代号为“燃烧着的标枪Ⅰ”。第二天，美国和南越的A-1E、F-100飞机以及“突击者号”上的舰载机联合轰炸了荣市；越共进行还击，袭击了归仁的美军设施，这下又激怒了南越空军、美国海军和空军，它们在2月11日再次轰炸了荣市，这次行动是“燃烧着的标枪Ⅱ”行动的一部分。
越共的活动不断升级，南越的政治军事形势始终动荡不安，因此，参谋长联席会议提出了一个长期的空袭计划，给北越以更加沉重的打击。
“滚雷”1965年约翰逊总统于2月13日批准了名为“滚雷作战”的空袭计划。3月2日，130架美国和南越空军的飞机轰炸了广和的海军基地和邦村的弹药库。19架A-1H“空中袭击者”式飞机突击了广和，44架F-105，40架F-100，20架美空军的B-57轰炸机攻击了弹药库。因为有4架飞机被高射炮击落，所以，美国觉得应重新考虑自己的突击战术。
为了尽量缩短飞机暴露在地面火力的攻击之下的时间，美国命令飞机只能从目标上空通过一次。轰炸航路也从低空高速进入目标改为10,000到15,000英尺的中空，飞机在这一高度已经超出了致命的小型武器和高炮的有效射高(最有效的射击高度为4,000英尺)。
“滚雷”战役的开始阶段，规定只能突击北纬20度线以南的那些经参谋长联席会议选定、国防部长和总统批准的目标。因此，每天下发一份精心选定的目标表，通知驻越南的地区指挥官应何时突击哪些目标，以及怎样实施突击。美国轰炸机不得突击港口和工厂，而只能突击往南方运送物资的后勤运输系统，如桥梁、物资集结地、兵营、弹药库、铁路线和交通阻塞点。
3月中旬，限制放宽了，但华盛顿仍然控制着突击目标的批准权。突击目标表改为一周下发一次，使战区指挥官有了较大的机动余地。
3月19日的轰炸标志着美国对北越的持续空袭的开始，其目的是：
用显示美国对南越政府的支持和保护的办法来提高南越的士气；
因河内支持越共在南方的侵略行径，而对其进行惩处；减少人员和物资流向南方。
由于3月份“滚雷”作战活动仍然在继续着，于是雷达站开始在目标表中出现。雷达站是北越防空体系中的重要一环。
4月的第一周，米格机首次与美机交锋，使美军尝到了综合防空体系的厉害。4月3日，当美海军飞机轰炸清化铁路公路桥时，米格-17同为A-4“天鹰”式护航的海军F-8“十字军战士”式歼击机进行了缠斗。虽然双方飞机均无损失，但美海军发出了提防米格机的警告。
第一滴血：夺取空中优势的第一阶段第二天米格机再次出现在战场上，美国飞机在空中流下了第一滴血。当时美空军的F-105歼击轰炸机从泰国何功空军基地起飞，在F-100的护航下，再次轰炸清化桥。两架米格-17运用传统的地面引导截击的战术，冲出烟雾，冲向在清化桥以南10英里处上空盘旋的F-105飞机。
米格机从后方偷偷靠近两架F-105，发动了一场纯粹的“打了就跑”的攻击。米格机距F-105约3,000或4,000英尺时才被另一个F-105双机发现。尽管第二个双机组发出了警告，但第1个双机组毫无反应；米格机逼近到1,500英尺时开了火，等护航的F-100赶来援救时已经晚了，两架F-105均被击落。
通过对这次突然袭击进行分析，弄清楚了以下几个问题：
1、攻击机载弹时，处境十分不利，因此，要运用充分考虑到有米格机发动攻击的可能性的战术。
2、对攻击机提供米格机可能来袭的警报是十分必要的(这次就是F-105忽视了米格机来袭的警报)，但有时发现米格机已经为时过晚，因为北越地处美国地面雷达的探测范围以外。
3、护航的F-100飞机的盘旋速度慢，而且不能迅速加速，以挫败米格-17打了就跑的攻击行动。
从敌人这次突然袭击的战果中可以明显看出，这种由地面引导的打了就跑的截击战术，如运用得当，效果是很好的；同时也暴露出美国突击战术的不足之处。在这以后，F-4取代F-100执行为攻击机护航的任务。F-4不仅速度更快，航程更远，机动性能更好，而且还能携带雷达制导的AIM-7“麻雀”空空导弹。美国认识到在北越不象在17度线以南那样，美国的飞机可以畅行无阻，因此便开始重新评价北越的武器装备和美国的能力。
高射炮截至当时为止，北越的高射炮对美国的攻击机造成的威胁最大也最多。被高炮击落的飞机数量占损失飞机总数的三分之二到四分之三。4,500英尺以下防空火力最强，飞机会遇到从步枪到37毫米高炮组成的钢铁火网。在5,000到10,000英尺，57毫米和85毫米炮是主要威胁，100毫米的炮弹可以打到20,000英尺。以上这些炮都用雷达进行瞄准。截至1965年底，北越部署的雷达控制的高炮已达20,000门以上。
到了1965年中期，被高炮击落的美国飞机已达50架。为避免被高炮击中，就至少要在25,000英尺以上飞行，但在5,000—7,000英尺以上飞行，投弹的精确度就要降低，为了避开较小口径的高炮的猛烈攻击，美空军和海军规定轰炸高度应在4,000—5,000英尺。
突击飞机对付雷达控制的高炮的唯一手段就是采取闪避动作，即在高炮开火的瞬间。飞机急剧改变航向、速度和高度。一旦雷达发现飞机改变了航向，飞机就要再次采取闪避动作。在飞行员为了实施准确的攻击，必须稳住飞机进入轰炸航路之前，这种机动动作效果很好。飞机投弹以后，飞行员就立即做猛烈的闪避动作，以摆脱雷达的跟踪。
飞行人员早就知道，多次通过严密防护的目标是不妙的，因此他们把通过目标的次数限定为一次，如有可能，就以最短间隔从不同方向交叉进入目标，以扰乱高炮的跟踪。许多目标防护得十分严密，北越甚至采取组成拦阻火网的办法，即把炮口指向轰炸机可能投弹的方向，形成一道坚固的钢铁屏障。即使飞机采取各种规避方法，也不得不通过这个火网。
1965年末，为了降低雷达控制的大口径高炮的效能，美军将EB-66C“棕色摇篮”式飞机部署到越南。这种飞机以对方雷达的频率施放功率强大的电子干扰信号，使信号在操纵员的屏幕上显示出来。这种雪花状的杂波能将从攻击机上反射回来的雷达回波盖住。EB-66C飞机可担负两项任务，一是全程护送轰炸机飞抵目标；二是在目标区外的安全距离上对雷达实施干扰。
地空导弹1965年4月5日，美空军U-2和海军RF-8侦察机在北越拍摄的照片证实了一件长期以来就预料到的事，北越修建了地空导弹阵地。苏联制造的SA-2导弹(北约名称为“导线”)的部署，标志着北越综合防空体系第二阶段的完成，陆基防空火力范围扩大了，射击的斜距可达24英里。
虽然这些导弹阵地对美国飞机显然构成了严重威胁，但是因为害怕误伤帮助修建阵地并训练北越人使用导弹的苏联技术人员，只好不把它们作为突击目标。
SA-2导弹形状像一根电线杆，在雷达制导下飞向目标，由近炸引信引爆。一个发射连通常有六具发射架，环形配置在中心制导雷达四周。SA-2的制导雷达(北约的代号为“扇歌”)可有效地引导导弹飞到3,000到60,000英尺。
1965年7月24日，美国开始领教了地空导弹的威力。一枚从河内西北40英里处发射的SA-2导弹击中了美空军的一个F-4C小队，由于队形过于密集，一架F-4C被击落，另外三架受重伤。
SA-2的出现迫使美军感到有必要改变突击战术。自从7月份一架F-4C被击落后，美机在攻击导弹射程以内的目标时，其飞行高度便降低到只距地面数百英尺，即在SA-2导弹3,000英尺的有效杀伤高度以下。确保飞行员到达目标前将飞机拉起，拉起的时机要以能发现目标并准确投弹为准。
这种权宜之计远远不够理想，因为飞机又进入了致命的高炮的火力范围。虽然如此，但飞机高速超低空进入，再结合闪避动作，高炮炮手做出反应的时间就非常短，难以对飞机实施跟踪。与此同时，美国还搞了一个紧急项目，即为战术飞机装配消极和积极式的电子设备、以对付北越的SA-2导弹、雷达控制的高炮和探测雷达所构成的威胁。
1965年11月，美空军将经过专门改装的F-100F部署到泰国呵叻空军基地。这种被人们称为“野鼬鼠”的双座飞机装有灵敏的雷达寻的和预警接收机。“野鼬鼠”飞机利用这种接收机可对SA-2导弹的S波段“扇歌”雷达进行探测定位，还可在导弹射前，向飞行员发出导弹雷达已转换到L波段的预警。
这种接收机还可对高炮的C波段雷达和截击机的X波段雷进行探测定位。美空军、海军和陆战队有越来越多的歼击机和强击机安装了这种接收机。有了这种接收机，攻击机就能再次在4500英尺以上穿越有导弹保护的地区，这样既使其置身于致命的高炮的射程以外，又低于SA-2导弹的最佳杀伤高度。攻击机飞行员依靠飞机自身携带这种接收机和在防空区外活动的EB-66C监视飞机发出的警报可在4,500英尺到15,000英尺高度很容易目视发现发射出来SA-2导弹，并采用急盘旋俯冲下降的方法来规避导弹，一旦“扇歌”雷达针对飞机的俯冲机动，修正了SA-2导弹的发射数据，攻击机应急速拉起，这样高速飞行的导弹就来不及急速转跟踪飞机，从而飞出了有效的射击范围。
米格飞机事实证明，北越的米格-15和米格-17可与美最好的歼击机相匹敌。歼击机的转弯速度和半径的大小是衡量性能优劣的传统标志。米格-17的水平转弯速度和半径比1965年美国的任何飞机都要优越。美国认识到，他们研制多用途飞机截击型歼击机的倾向，造成了飞机空战能力的降低。
远程导弹固然可以减少发生空中格斗的可能性，但若交战规则要求飞机进行目视识别或在导弹未击中目标时，那么攻击飞机就不得不进行近距空战了。除此以外，1965年发生的几次零星的空战使我们痛苦地看到，空中近距格斗并未过时，飞机上只装远程导弹、不装航炮的设计思想(F-4即如此)造成了飞机能否进行近距空战这一严峻的问题。谁要是认为已经用了十年之久的米格-17是一种陈旧飞机，无法同美国的现代作战飞机抗衡，那他就大错特错了。人们听到许多飞行员呼喊，“噢，还是来架F-8吧！”虽然歼击机的设计思想的基础正在发生动摇，但美国在北越仍然不得不依靠现有的飞机作战。
北越的防空体系北越的高炮、地空导弹和米格歼击机部队与预警雷达和地监哨，利用通信联络组成了1个严密的体系。任何来犯的飞机都要遭到这个体系的攻击。高炮虽然是这一防御体系中最有效的武器，但高度越高，其效果愈差。然而，高度增加了，地空导弹的威力也随之增大，因为导弹可加速到它的最大速度。
米格歼击机在任何高度都是一种威胁，它们常常通过引诱美国歼击机进入地空导弹或高炮伏击圈以及赶走EB-66C干扰机和“野鼬鼠”飞机等手段，提高防空体系中其他兵器的攻击效率。截至1965年底，被北越新型防空体系的各种防空兵器击落的美国飞机达80架。
“滚雷Ⅱ/Ⅲ”1965年—1966年
1965年5月12到17日，为使美国和北越外交官进行谈判，美国暂时中止了空袭。但未及一周，谈判宣告破裂，于是美国于5月18日恢复了轰炸。重新开始的轰炸活动被命名为“滚雷Ⅱ”，随着新名称而来的是北纬20度线以北的新目标。
与米格机的空中格斗1965年6月，海军击落了第一架米格飞机。“中途岛号”航空母舰上的美海军第21歼击机中队的F-4B，在一次迎头攻击中，用两枚AIM-7“麻雀”空空导弹击落了两架米格-17。这次战斗很不一般，因为雷达制导的AIM-7“麻雀”导弹是一种中程武器，是当时唯一的一种能向目标前半球、侧后方及后方发射的导弹。
然而美国制定的在北越上空空战的交战规则要求，飞行员不能仅从雷达荧光屏上捕捉到目标机后就开火，而是要先进行目视识别。一俟飞行员靠近看清目标机，他一般也就进入飞“麻雀”导弹的射程之内了。这时如果目标机是迎头飞来，那么，暂时尚不能对之发起攻击，攻击机可先实施机动，飞到目标的后半球，向其炽热的发动机发射热寻的“响尾蛇”导弹。
美国海军、陆战队和空军的F-4“鬼怪”无法攻击近距目标，因为它们的导弹在2,000英尺之内效果极差，另一个原因是它们没有航炮。
参加6月17日空战的四名F-4机组成员(他们是路易斯·C·佩季中校和他的后座约翰·C·史密斯上尉；杰克·D·巴特森上尉和他的后座，一位雷达截击军官)声称，他们进入米格-17武器射程之前，虽准备发射AIM-7导弹，但关键问题是，在进入AIM-7导弹的最小射程之前佩季中校必须能够对雷达荧光屏上的不明机进行准确的目视识别，认定它是米格-17。
随着美国对北越的持续空袭，与米格机遭遇的次数也随之增加。在1965年整个夏季，北越空军共损失了五架米格机。但是由于苏联不断提供新飞机，到年底，北越的米格机的数量已达70架。即使如此，但在最近蒙受损失(数量约占这支羽翼未丰的空军的总机数的十分之一)以后，他们执行由地面指挥的拦截任务时，在到达攻击位置之前，即行脱离返航。这种避开战斗的作法是为了重新训练飞行员，也可能是对其战术进行重新估价。在整个战争中此种情况出现过多次。
对付地空导弹的武器“野鼬鼠”、“百舌鸟”和“铁手”1965年7月，SA-2导弹击落第一架F-4C之后，过去禁止攻击的几个地空导弹阵地也列入了美国空袭的目标表。7月25日，F-105轰炸并重创了河内西北40英里处的两个导弹阵地。然而在这次空袭中，有三架F-105被高炮击落，后来又有两架受伤的飞机在返航途中坠毁。尽管如此，美国仍继续执行了“滚雷”任务，攻击北越的目标，其中包括导弹和雷达阵地。
1965年圣诞节，所有轰炸活动均宣告停止，让外交官们在谈判桌旁进行另一轮会谈。中止轰炸一直持续到1月30日，但外交上的谈判仍旧毫无结果。美国随即发起了“滚雷Ⅲ”行动。
北越充分利用了这段暂停轰炸的时间，修复被炸坏了的地面设施，并扩大了高炮和地空导弹的火力范围，使仅仅在一个月以前仍很不完善的防空体系有了很大发展，除22个导弹阵地外，还配置了400多门高炮。
此外，北越设置了许多新的假导弹阵地，这便给确定真阵地的确切位置增加了困难。正如格兰·夏普海军上将所指出的:“我们很快就清楚了，地空导弹阵地是经常变换位置的，我们只能在分析了可疑的阵地的照片之后方能对其实施突击。当然，等到照片分析完了以后，导弹阵地早已挪到别处去了。……这样，我们又得重新寻找。”
美国规定，禁止突击河内周围30英里以内的目标，北越利用这一点，开始在那一地区大量部署地空导弹。从河内沿通往中国的铁路还修建了一些阵地，来自苏联和中国的物资就是用这条铁路运来的。
海防四周10英里内也修建了SA-2阵地。美国飞行员是禁止穿越这一空域的，轰炸导弹阵地和由它保卫的目标，就要付出重大的代价。“野鼬鼠”飞机部署到越南之后，通常由一架“野鼬鼠”同携带常规武器的三架F-105歼击轰炸机共同活动。这四架飞机组成一个人们称之为“铁手”的小队，这一小队飞在主突击队的前面。
“野鼬鼠”飞机的任务是搜寻SA-2导弹阵地上的雷达发出的电波，担任护航的F-105则在主突击机群到达主要目标上空实施突击之前，先用炸弹和火箭力图将导弹阵地摧毁。如果“铁手”小队得手，主突击群即能从中空飞向目标。这样既可避开导弹的威胁，又可飞在高炮的有效火力高度之上。
继首批四架“野鼬鼠”之后，又有三架于1966年2月到达越南。到1966年春季，美国政府将F-100F“野鼬鼠”飞机进行了改装，使之能携带专用武器，即海军研制的AGM45“百舌鸟”空地反辐射导弹。这种导弹发射后，能自动飞向SA-2的“扇歌”雷达的辐射源。这样雷达操纵员只有两种选择，要么关机，要么甘冒阵地被炸的危险。雷达关机意味着SA-2导弹无法发射：雷达停止辐射(雷达辐射是“百舌鸟”导弹的制导源)导弹就成了“瞎子”，从而也就失去了摧毁雷达的机会。
虽然将雷达站全部摧毁最为理想，但为了达到短时期内的战术目的，用迫使其关机的方法来压制雷达也同样有效。
对北越实施大规模突击时，使用“铁手”小队压制地空导弹成了美国标准的作战样式。除此以外,为了压制高炮，空军也使用了“野鼬鼠”飞机和带炸弹、2.75英寸无制导空地火箭的F-105D飞机。海军用来压制防空武器的飞机是装备“百舌鸟”导弹和炸弹的A-4和A-6攻击机。
1966年下半年，美空军和海军都开始采用一种专门对付高炮阵地上操作人员的炸弹，它叫集束炸弹组，即在一个大霰弹筒内装有许多小炸弹。霰弹筒投下后即裂开，散放出数百个小炸弹，爆炸时就像一阵猛烈的迫击炮袭击，足以覆盖整个高炮阵地，迅速将防空掩体外的一切人员杀伤。
压制高炮的飞机首先进入目标区，然后，就在攻击机开始进入轰炸航路时对高炮阵地投掷集束炸弹或其他炸弹。只要时间协调得准，在高炮手被压制(指炮手被迫离开炮位进入掩体)的时间里，攻击机完全能够完成轰炸程序并脱离目标。
在压制高炮的小队牵制高炮使其无法射击时，携带“百舌鸟”的“铁手”小队则在一旁等候用导弹对付开机工作的SA-2导弹的雷达。正如压制地空导弹时所采用的战术一样(即使高炮阵地没有摧毁)，只要攻击机有足够的时间飞抵主要目标而高炮未能开火，压制任务就算完成了。
北越采用了米格-21飞机北越空军于1965年末采用了米格-21飞机，防空体系中截击机的性能得到了极大的改进。米格-21“鱼窝”式在设计上同以前的米格-15、米格-17和米格-19一样，也是一种执行要地防空任务的截击机。米格-21的有效载荷和续航能力不如西方飞机，但其空战性能十分优良。其高空转弯能力优于F-4“鬼怪”式歼击机和F-105“雷公”式歼击轰炸机。北越一开始使用的是米格-21“鱼窝C”式，装有一门30毫米内装航炮和两枚AA-2“环礁”式红外制导空空导弹。由于航空电子设备很简单，这种米格机只能在昼间简单气象条件下活动。这种飞机上只装有测距雷达，无法用来搜寻目标。但是米格-21是一种在昼间简单气象条件下活动的截击机，因此这些缺点并不影响其效能。
1966年的“滚雷Ⅳ”
1966年2、3月份，季风季节限制了地面和空中的活动。4月份天气逐渐转晴，“滚雷”战役第四阶段也随之开始。美军首次被批准对北越全境实施空中突击，唯靠近中国边境的地区和河内、海防周围除外。这样过去不准突击的储油设施，现在也可突击了。
四月中旬，天气已大大好转，“小鹰号”和“提康德罗加号”航空母舰上的飞机突击了位置更加靠北的目标。铁路调车场、水泵站、煤炭处理厂、靠近中国边境的锦普发电厂、海防附近的汪秘热电厂等一个接一个地遭到突击。由于一批新目标被批准突击，因此便建立了一个新的目标分配系统。
美国空军和海军将北越分成六个目标区，亦称之为路线包干区。过去空军和海军在突击地区相互轮换，这样让飞行员们轮流暴露在或多或少有危险的地区内。现在空军负责靠近泰国和南越基地的西部和河内目标区，海军负责靠近航空母舰的海防和沿海各目标区。
按照这一新规定，整个突击地区一分为二，一个军种负责一个目标区。这样便可使飞行人员更加熟悉各目标的地形和部署在那里的防空兵器。目标区的重新划分使战损率大大降低。飞行员熟悉了地区情况之后，就能制订更理想的突击路线，以便将暴露在敌防空火力下的时间减至最低限度。
由于采用先进的技术，美国空军和海军可以在各种气象条件下全年对北越供应线实施阻滞。1966年前，一到雨季海军就要取消许多北部目标区的突击任务，因此，北越人便趁机在阴云掩护下自由行动。尽管天气不好，空军依然能出动，那是因为F-105飞机上装有“天点”式雷达，故可进行雷达轰炸。设在老挝的地面雷达站(L-85阵地)负责跟踪飞机并发出投掷武器的信号。1965年7月之后，海军装备了A-6“入侵者”式全天候轰炸机，该机配有先进的雷达系统，故而可以在恶劣天气情况下和夜间活动。
夺取空中优势的第二阶段1966年的前五个月里，只进行过零星的战斗活动。在这以后，美国空军和海军突击的地区进一步北移，进入到米格飞机的活动半径以内。因此，与米格机的空战次数急剧增加。
1966年首次空战是由第8战术战斗机联队第55战术战斗机中队的一个F-4C小队打的。当时他们正为突击河内东北25英里的北江桥的F-105飞机护航。“鬼怪”式从雷达上发现大约一个小队的米格-17飞机对头飞来。在第一次攻击中“鬼怪”式发射了“麻雀”和“响尾蛇”导弹，但均未命中目标。激烈的空中格斗随之展开，双方都开了火，米格-17用航炮，F-4用导弹，最终F-4的导弹击中了目标，击落了两架米格-17(“麻雀”和“响尾蛇”各击落一架)。
三天之后，为EB-66C护航的一架F-4C同几架米格-21发生了空战。F-4C由保尔·吉尔摩少校和威廉·史密斯中尉驾驶，他们发射了数枚“响尾蛇”导弹，击落了一架米格-21，这是越南战争中击落的第一架米格-21。在以后的几周里，空军的F-4C又击落了数架米格-17。
1966年海军首次取得战果的飞机是F-8E“十字军战士”式歼击机。那一次他们是为A-4“天鹰”式护航，在海防北面同4架米格-17格斗，在50英尺高度上用一枚AIM-9“响尾蛇”空空导弹击落一架米格-17，这个战果来之不易，因为红外线反射受地形干扰很大，海航第211战斗机中队中队长哈罗德·L·马尔中校成了在北越上空取得空战战果的第二位F-8飞行员。
截至1966年6月底，海军已击落5架米格-17，自己未遭到损失。空军的战果是击落敌机10架，自己损失2架。乍一看起来这个此例似乎表明美国明显地占有空中优势，然而第一年的空战中有两个因素值得注意，第一，米格机攻击的主要目的是迫使美国飞机盲目扔掉炸弹，以此来瓦解我们的突击活动。事实上，许多次米格机就在美国飞机的攻击点实施截击，随后迅速脱离。只要实施得当，米格机是可以达到瓦解我们的目的的，而暴露在护航的美国战斗机火力下的时间则很短暂。
第二个因素更为严峻，那就是北越飞行员的作战经验迅速增长。北越空军成立仅仅只有两年，就在强烈的激励下奋起保卫他们的国家。美国能从大量人口中挑选飞行员，而北越可供选择的人就少得多，同时他们的技术水平也落后很多。大多数被选中的北越空军飞行员甚至连汽车都没开过，更不消说驾驶速度达马赫数2的截击机了。虽然如此，但在1966年这一年当中，这支弱小的空军逐渐成熟起来，而且能够主动求战，战术也不断地改进，在整个夏天同美国飞机作战中进一步成长起来。
高射炮：最有效的杀伤手段1966年夏季，北越继续完善其令人生畏的防空体系。据估计，当时北越已经拥有5,000的门高炮，其中一半配置在河内和海防地区。1966年访问过河内的一名叫约翰·M·范戴克的记者其所著的《北越生存战略》一书中写道，“每一座高层建筑物包括旅馆、办公楼和剧院的楼顶上都配有高炮。”1966年，高炮仍是主要防空武器。自从两年前我们开始轰炸北越以来，共损失飞机455架，其中85%是被高炮击落的。
除了保护河内和海防两地的固定式高炮以外，机动高炮继续随着美国攻击目标的改变而实施机动作战。
为了最大限度地集中火力，北越还仔细研究了美国的突击战术，修建了许多假高炮阵地，目的是使美国飞机避开它们，而这却使美机从经过伪装的真阵地上空飞过，上了圈套。
F-105“野鼬鼠”，地对空导弹的猎手1966年夏，美军开始装备地对空导弹的猎手——F-105F“野鼬鼠”飞机。F-105F飞机是派到东南亚的第二种专门对付地空导弹的飞机，它比F-100F更适于发现并摧毁地空导弹。F-105F比F-100F速度快，航程也远，同执行攻击任务的F-105战斗轰炸机协同行动更为方便。到了1966年夏天，已有13架F-105F到达越南，在这以后的三个月内又有10架到达。
北越的地空导弹操纵员开始改进战术，他们这样做的目的有二，一是降低“百舌鸟”导弹给他们造成的威胁；二是提高SA-2导弹的效能，因为SA-2至今连一架飞机也未击落。地空导弹的雷达操纵员学会了只在捕捉目标和发射导弹所需之最短时间才开机工作。大量的苏式防空导弹正是在这方面显示了它特有的灵活性。虽然每个导弹操纵员都愿意用导弹本身的截获雷达发现和跟踪来袭飞机，但“百舌鸟”导弹的出现无疑使正在工作的导弹阵地警觉起来。为了不使“铁手”飞机发现，搜索敌机的任务改由远程预警和(或)地面控制雷达担任。根据预警雷达获得的初步情报，导弹操纵人员处于戒备状态，只将雷达通电、暖机，使之处于“假载荷”状态，等到外来情报表明敌机已逃入火力范围，再突然开机跟踪目标。在开机的短暂时间内，雷达迅速捕捉目标，并引导SA-2导弹飞向目标。
如果操纵员未能捕捉到目标，也未能在接到敌机进入火力范围的情报期间及时跟踪，雷达将关机。由于“百舌鸟”导弹是靠雷达的连续幅射波寻的，故导弹操纵员采用上述战术是十分有效的。为了躲避F-105飞机的攻击，导弹操纵员还采用了其它一些技术措施，例如，操纵员估计装备“百舌鸟”导弹的“铁手”飞机已飞到附近，(他们通常可根据下列情况来辨认，一是飞在中空，二是飞在攻击机的两翼)他就发射SA-2导弹使之沿简单的导弹弹道飞行，在导弹与目标接触前的时间内，雷达不开机，处于“假载荷”状态。当SA-2导弹开始接近目标时，操纵员方打开雷达进行末端制导。SA-2导弹速度比“百舌鸟”导弹快，这样就占优势，“铁手”飞机可能发射“百舌鸟”导弹，但如果SA-2导弹操纵员在地空导弹击中或未击中目标的一瞬间关掉“扇歌”雷达，“百舌鸟”导弹击不中雷达的可能性是非常大的。随着战争的推进，这种战术上的对抗不断得到发展，变得越来越复杂了。
使敌人变成瞎子：雷达干扰机1966年9月，F-105D飞机首次装备了单独的雷达干扰吊舱，单架飞机活动时，再也毋需干扰机护航了。第一种干扰吊舱一开始的编号是QRG-160，后来改为ALQ-71，其长度为10英尺，安装在通常挂炸弹的机翼挂架上。每个吊舱内有三对杂波干扰机，它们可发射L、S及C波段频率的电磁波，干扰远程高炮和地空导弹的截获制导雷达，吊舱底部安有三对天线，因此，每个干扰机都能发出垂直的和水平的极化信号。
为了能最大限度地进行相互掩护，每个F-105D小队都编成倒“V”形编队，倾斜角为30度，飞在后面的飞机比飞在前面的飞机要高数百英尺。在一开始的时候，由于干扰吊舱数量极少，只安在每个编队最外面的两架F-105D上，这两架飞机比飞在编队中间的飞机暴露在敌炮火的攻击之下的时间要长。EB-66C远距离干扰机继续担负降低依靠雷达的预警系统和(或)地面控制截击系统的效能的任务，以弥补F-105飞机干扰活动之不足。EB-66C上的电子情报装置还可对这一地区的电磁活动进行监视、分析，找出F-105飞机应干扰的频率范围。因为北越开始更换雷达，以减轻干扰造成的影响，所以，确定干扰频率的任务变得越来越重要了。美军利用EB-66C飞机上的电子情报装置监视到处转移的导弹部队，这一任务须要用EB-66C飞机和照相侦察机共同完成。一个导弹阵地可在四小时内拆除并转移到新地点，然后只需六小时即可重新投入战斗。
1966年10月初，F-105D上的QRC-160吊舱首次接受了实践检验。美国空军第388战术战斗机联队的F-105D飞机飞了100多架次，检验吊舱的性能，对每一架飞机来说，每飞一个架次就等于一次远征。F-105D飞机的飞行高度为10,000到17,000英尺，在这一高度，飞机通常可碰到37毫米、57毫米和100毫米高炮以及SA-2导弹的攻击。
在10月7日这一天，共探测到10个炮瞄雷达信号和12个“扇歌”雷达信号，但高炮和导弹均未发射。第二天飞行时，吊舱的效能显示得更为突出，当时小队中一架未装吊舱的飞机遭到了37毫米、57毫米、85毫米高炮和一枚导弹的攻击，而另外两架装有吊舱的飞机只遇到37毫米高炮不精确的目视拦阻射击。装备了干扰吊舱，F-105D就可在12,000到10,000英尺的中空第二次穿越敌防线。在这一高度上飞行，既有利于发挥其速度、航程和机动性方面的优势，又可避开致命的自动武器的火力攻击范围，也不必担心会被高空雷达制导高炮和地空导弹击中。
美国空军的战斗轰炸机使用的是QRG-160型主动干扰机，而美国海军战术飞机主要使用的是装在机内AN/ALQ-100型欺骗回答式干扰机。这种干扰机可以欺骗地空导弹和高炮的雷达，破坏其精确火控跟踪。海军还在许多飞机上安装了如AN/ALE-2这样的箔条撒布器，撒出的一包包的铝箔条向地面漂落，就会在雷达荧光屏上造成虚假的图像。空军的EB-66C、海军的EA-IF、EKA-3、陆战队的EF-10B等远距离干扰机，用干扰脉冲形成一条进出走廊，进一步提高了攻击机的生存率。
电子对抗降低了北越雷达系统的效能，其结果是同米格机交战次数增加了。
1967年的“波洛”行动：设置诱饵
尽管美国装备了积极和消极的干扰设备，并采用相应的战术，使雷达控制的高炮和地空导弹的效能降低了。但对付日益增长的米格机的威胁的姿态却是防御性的。轰炸北越机场是减少米格机活动最有效的手段，但机场仍然被列在禁止攻击的目标表上。这样，与米格机作斗争的唯一方法就是在空中干掉它。
尽管美空军和海军已击落了23架米格机，但几乎每次交战米格机一开始都是享有优势，因为它们可在地面控制员的引导下对美机实施截击。在大多数情况下，美国飞机打败米格机，不是因为米格机战术低劣，就是米格飞行员在跟踪目标时没有意识到自己的“尾巴”也被咬住了。
不管是在哪一种情况下，性急的美国飞行员都要等米格机先来实施拦截，然后才能投入战斗，而这种机会并不是常有的。面对这种毫无准备的不利情况，美国空军着手制订一项计划，有意引诱狡猾不易捉摸的米格机进行空中格斗。
此项计划是12月12日在第七航空队司令部制订的。并确定由装备F-4C飞机的第八战术战斗机联队联队长罗宾·奥尔兹上校组织进行试验。这一计划的代号是“波洛”行动，旨在利用北越开始认为有些事是理所当然的，毋需加以考虑这一情况，亦即北越依靠广大地区内配置的预警和地面引导截击雷达作为耳目，在攻击机群到达目标区之前就能发现它们。
截至当时为止，几乎每天出动的攻击机都编成标准队形，在飞行途中由KC-135加油机进行空中加油，这实际上是通过敌人的雷达告诉敌人美机来袭了。在标准突击编队中，不同机种在不同的地点与各自的加油机会合，载弹的F-105的空中加油高度低于重量较轻、速度较快的F-4“鬼怪”式护航飞机的加油高度。
北越对这种编队进行了仔细分析，通过在雷达荧光屏上观察飞机不同的位置及其运动，推断出飞机的型别和任务，再对雷达获取的情报进行分析后，引导米格截击机飞向他们判断的载弹的飞机或其他飞机，如降低他们雷达效能的EB-66C或“野鼬鼠”飞机。美军情报部门又说，北越还对飞机间的通话进行监听，以搜集有关突击目标或战术方面的情报。
在“波洛”行动中，美军依靠的是北越仍然会遵循的当时的标准作战程序。但是，北越人无法从雷达荧光屏上辨认出主要突击机群这次是由携带空空导弹的F-4空战战斗机组成的，而不是由带炸弹的F-105飞机组成的。
这些“鬼怪”式飞机飞行时编的是标准的F-105飞机编队，模仿它们在较低的高度上进行空中加油，并在机上装有F-105的雷达干扰吊舱，通信联络也模仿F-105飞机的方式。
这种作法一直延续到米格机升空实施截击时为止，米格机感到出乎意料，碰到的不是带着沉重炸弹的F-105，而是F-4，一下子同14个带导弹的F-4C小队搅到空战当中了。执行“波洛”任务的其他飞机还有6个小队的F-105战斗轰炸机，配有对付雷达的“百舌鸟”导弹的“野鼬鼠”飞机，还有4个小队的EB-66C远距干扰机，EC-121远程雷达监视机以及为KC-135加油机护航的F-104战斗机。
