兴兰高地和独立山高地的胜利，使越南人民军总司令武元甲大将把上述两个山头的攻击战术作为对坚固据点的标准攻击范例。这个战术标准模式就是：一要将攻击目标围个水泄不通，进而切断它的后援和补给，同时将守军的反击打回；二要把堑壕延伸到目标铁丝网前，便于在敌炮拦阻下以最小伤亡向前机动兵力，缩短冲击距离。在进攻发起时，炮火和进攻各营的爆破排务必在第一时间炸毁法军防线前沿的铁丝网、障碍物群，并排除雷区，引导优势兵力的部队从狭窄的地段达成突破。第一阶段攻势胜利结束后，武元甲大将又把目光投向了奠边府的锁钥之地——东部高地群。他明白，兴兰高地、独立山高地和板桥高地的得手只是打开了战役胜利之门，并不是决定性的。真正的决战在奠边府东部山头，只有打下这里，奠边府战役才能胜券在握。
1954年3月27日，武元甲召集越军参战部队团以上干部在芒瀑的战役指挥部召开作战会议，部署第二阶段总攻击任务，具体如下：
312大团在2个75毫米山炮连和2个120毫米重迫击炮连，以及1个82毫米迫击炮连支援下负责攻克法军多米尼克防区的E高地（法军D1高地）、D1高地（法军D2高地）、D2高地（法军D3高地），打开通往楠云河的大门。
第316大团（欠176团）在2个75毫米山炮连和2个120毫米重迫击炮连支援下，负责攻克A1高地（法军E2高地）、C1高地（法军E1高地）、C2高地（法军E4高地），消灭法军伞兵预备队。
第308大团要有效压制机场西面的法军炮兵，拿下105高地（法军H6高地）和106高地（法军H7高地），同时以1个营（102团54营）参加东部山头的战斗，消灭泰族第2步兵营，协同第316大团的98团一起消灭法军精锐的第6殖民地伞兵营。
304师57团在176团888营、105毫米榴弹炮和120毫米迫击炮各1个连，以及18挺12.7毫米高射机枪的支援下钳制航岗分区的法军炮兵，拦截航岗分区出援芒清东部高地群之敌，并消灭航岗分区南面的法军伞兵预备队。
第351工炮师所属的第45炮兵团继续支援步兵各个高地进攻，压制法军炮兵，杀伤芒清东面的法军反击预备队，第367高射炮兵团要积极组织对空防御战斗，保护好炮兵阵地。
在第二阶段总攻击中，越法双方的兵力对比是越军18个营对法军5个营。越军兵力投入远远超过了战役第一阶段，但进攻目标也多了起来，武元甲大将要求部队同时攻克东部5座山头，这是作战的主要目标，次要目标是消灭法军伞兵预备队和炮兵。这一阶段总攻击是越南人民军建军以来针对法军集团据点组织过的规模最大的攻势作战。在战役第一阶段，越军只是对孤立暴露的兴兰高地和独立山高地组织过绝对优势兵力和火力支援下的强攻，所面对的单次进攻守敌不过一个营，而现在越军却要沿着宽大的正面同时对多达5个营的法军展开全面进攻，这在整个抗法战争历史上不仅是空前，而且是绝后的。
会议气氛相当热烈。
312大团团长黎仲迅、209团团长黄琴、141团团长光宣和165团团长黎水仍沉浸在兴兰高地和独立山大捷的喜庆中。他们报告了拟定好的对多米尼克各个高地的进攻计划，并满怀信心地表示定能圆满完成任务。不过，黎仲迅却对进攻目标多而分散表示了一定程度的担忧。
武元甲并不担心312大团，从大团长到各位团长都是善战之将，久经沙场，他倒是很关注进攻艾兰防区的第316大团。会前，第316大团团长黎广波曾私下对武元甲说：“武朗建议让98团来攻取A1高地，可师里已经把这个任务交给了阮友安，因为174团是我师的主力团。”黎广波说这番话的意思就是请武元甲批准他的请求，不要再变更316大团的进攻部署。武元甲表示同意。
他很清楚对A1高地和C1高地的进攻战斗在第二阶段总攻击中的重要性，所以特地让刚刚投入战斗且齐装满员的第174团和98团承担对这两个高地的攻坚。至于说174团，武元甲也是很了解的。这是越南人民军的老部队，从高北谅战役开始就参加过诸多著名战役。该团团长阮友安少校更是以沉着稳重、能谋善断著称，他曾在1950年参加了两打东溪据点的战斗，又在东北战役中历经锻炼，是值得信任的将领。在会上，武元甲特地点名让阮友安汇报174团的进攻计划，并解答战役指挥部提出的疑问和担忧。在回答中，阮友安表示，他经历过许多据点攻坚战，有着丰富的拔点战斗的经验，能够完成战役指挥部交付的艰巨任务——拿下A1高地。
第一阶段大战告捷后，越军指战员利用空闲时间稍事休憩，准备第二阶段的大战。图为文艺团的慰问演出。
听完阮友安的报告，武元甲问他：“你对战役指挥部有什么建议？”
“A1高地是一个十分坚固的据点，而我们只有100发105毫米榴弹，太少了。”
武元甲开玩笑似的回答：“好，我再多给你5发。”
在场的人都笑了。105毫米榴弹供应确实是个问题。越军打算将部分从中寮缴获的炮弹运来，但距离太远，而且数量也严重不足。
会议结束后，武元甲打算逐个会见各位团长，让他们逐一到自己的办公室报告。174团团长阮友安和98团团长武朗一起走进办公室，他们先向武元甲敬了个礼。武朗是一位身材矮小但意志坚定的少校，原本在第308大团102团任副团长，最近才调任316大团的98团团长。武朗和阮友安都是经验丰富的军事指挥干部，拥有丰富的作战经验。
看着两位猛将进来，武元甲对他们说道：“汇报你们的决心，请吧。”
两人都表示对完成任务充满信心。武元甲又询问两团的战斗部署、部队的士气、团结情况和各营连指挥干部情况。他们回答一切都没问题。
“你们就这么自信？”武元甲继续追问。
“我保证战斗中我们会打得（比计划）更好。”武朗回答得很干脆。
“你准备用多少分钟拿下C1？”武元甲很好奇。
“我请求您给我45分钟。”武朗爽快地答道。
“我给你1个小时。”
武元甲满意地点点头，转向阮友安：“A1高地如何？你打算用多少分钟拿下它？……A1十分坚固，给你2个小时打得下来吗？”
“我想可以的！”阮友安答道。
接着，武元甲又对阮友安补充了几点指示，再度强调了A1高地的重要性，因为能否夺取A1高地关系到是否可以直接面对芒清机场，所以A1高地一定要拿下来。
他也对武朗说：“C1高地也很重要，一旦拿下了C1高地，98团就可以在下一阶段直接进攻敌人的集团据点。还有什么问题吗？”
“如果能再给我多一点炮火支援，我想我会干得更好。”武朗答得还是那么爽快。
武朗的话，让武元甲沉思起来。98团的要求不是没有道理，可第二阶段总攻击需要多点进攻，越军的炮兵本来就不够，不可能平均分配给每个参战的步兵团。按照战役计划，98团打C1高地是没有炮火支援的。不过，武元甲明白C1高地的重要性。为了确保拿下这个关键的要地，武元甲临时调整部署，给98团提供炮火支援。他笑着拍了拍武朗的肩膀，说：“2门山炮支援你，再给你们30发105毫米榴弹支援。”会谈结束后，战役指挥部正式通知武朗，1个75毫米山炮连和1个120毫米重迫击炮连加强给98团，要求他务必和炮兵做好协同，一战攻克C1高地。
3月29日，一轮豪雨席卷奠边府盆地，把守军浇得透湿，也阻止了法军的一切空中侦照任务。可大雨之中，又现英雄。一名救护车驾驶员冒着越军的火力封锁，从航岗分区驾车把几名重伤员送到了格罗万少校的军医救护所。此时，战地医院仍有175名重伤员，大家都盼着印有红十字标志的C-47能来接运。伴随着大雨，越军也对奠边府实施了零星炮击，迫使守军成天蹲在战壕里不敢动弹。夜幕降临后，越军停止炮击。朗格莱中校和瓦多少校一起走出旧的第9机动团指挥部透一口气。当他们凝视东部起伏的高地群时，他们看到了一个惊人的景象：闪光像一条一条的长龙一直从越军阵地朝东部山头延伸。
夜间的阵雨干扰了法国远东空军C-47和C-119的空投，使不少物资落入越军战线或者离越军战线太近导致守军难以回收。3月30日，朗格莱和德卡斯特里商量，打算乘1架观察机飞回河内，向科尼报告奠边府情况并求得粮弹支援，然后再于次日跳伞返回奠边府。但大雨阻止了飞机的到来，加上东部高地群当面越军频繁调动，朗格莱决定不再返回河内，而是去东部山头巡视一番。通过这次视察，他感到越军对东部高地群的进攻一触即发。
攸关奠边府生死的东部高地群位于楠云河以东，由东北的多米尼克和南面的艾兰组成，它们呈弧形分布，南北纵长约1100米，东西横宽约360米。最北面的是E高地，紧靠楠云河岸，相对海拔约40米。在E高地东南部约270米、穿过41号公路的是多米尼克的制高点——D1高地（法军称为D2高地），高出河谷平原约55米。在它们之间，也就是41号公路边缘则耸立着D6高地，另一个小高地——D5，位于D1和C1高地之间。
把守多米尼克防区的是第3阿尔及利亚步兵团3营（营长：加朗多上尉）。这个营士气不振，装备不足，病号多，军官和士官短缺。根据贝尔纳德·富尔的记载，3营的兵力约为15名军官、90名士官和583名士兵，但这个数字并不准确。而埃尔旺·贝尔戈中尉和贝尔纳德·富尔的记载完全不同，他指出，该营有不少病号，含军医在内仅有10名军官、20名法国士官（而且都是中士或下士）；每个连仅有1挺里贝尔老式机枪，而且弹夹不足；全营士气因第7阿尔及利亚步兵团5营的覆灭而大受打击。越军也巧妙利用这点，成天用大喇叭宣传，更是使阿尔及利亚兵战斗意志消沉，随时想着怎么逃命。在比雅尔看来，是因为这个营的军官领导不力，才使该营的士气无法维持。
3月30日，朗格莱在加朗多上尉的陪同下视察了多米尼克防区，结果忧心忡忡。E高地由沙泰涅中尉率领的90名阿尔及利亚兵在外籍军团第2重迫击炮连支援下固守，但朗格莱不放心，下令第5越南伞兵营4连接过E高地防务。D1高地主要由第3阿尔及利亚步兵团3营（营长：加朗多上尉）的9、10两连在营部把守，但重要的侧翼阵地却由泰族辅助兵看守。虽然朗格莱中校对阿尔及利亚兵士气不振大吐苦水，但对有过反水先例的泰族兵更不信任，于是下令让加朗多上尉派阿尔及利亚兵来顶替这些辅助兵，同时也把第2泰族营5连从D5高地给撤了下来。
东南的艾兰防区由装备精良、训练有素的第4摩洛哥步兵团1营和第5越南伞兵营驻守。C1高地位于D1高地南270米，相对海拔约18米，主要由第4摩洛哥步兵团1营1个连镇守；在其西南约140米较矮的山头是C2高地，朗格莱在这里放了博泰拉上尉第5越南伞兵营营部、2连和3连防守。在C1高地和C2高地之间的鞍部地带无人把守，但在西南山脚则挖掘了不少临时仓库和车辆疏散地。
多米尼克与艾兰防区。
C2高地往南约270米是A1高地，高出河岸约40米，是东部高地群中最重要的锁钥之地，主要由第4摩洛哥步兵团1营（营长：让·尼古拉少校）2个连和营部把守，山顶有一栋前政府官厅，是钢筋混凝土建筑，极为坚固。法军进驻后经过改造而成坚固的山顶大碉堡，难以攻破，日后给越军进攻带来了巨大的麻烦。营部设在碉堡地下室里。和阿尔及利亚兵一样，独立山高地之战也沉重打击了摩洛哥兵的士气。朗格莱对A1高地。格外关注，他特地询问尼古拉两个摩洛哥连情况如何。尼古拉少校答道，只要军官和士官们都在，那么摩洛哥兵你要他们打多久他们就能打多久，可万一这些中低层军官都伤亡的话，那么北非兵的士气就没人保证了。朗格莱巡视一番，他感到最担心的是A1高地东面的F高地和秃山这两个未设防的山头，越军很可能把这两个山头做为进攻出发阵地。和其他山头一样，这两个山头也是东坡被植被覆盖，利于越军屯兵。尽管这两个山头也很重要，但法军既无兵力也没资材再构筑防御工事，不得不放弃占领这两个山头的想法，只能以巡逻队每日监视和炮火袭扰的方式让它们成为无人地带。在最近10天，尼古拉少校每天向这两座山头派出的巡逻队都会遇到越军，甚至有几天出击的巡逻队有去无回，他们的尸体往往几天后才被发现。
这个情况引起了朗格莱的警觉。他知道A1高地低矮的东坡坡度平缓，山腰较宽，利于越军进攻而不利于法军防守，而且越军很可能把F高地作为兵力集结地，秃山作为进攻跳板，而这两个高地均可有效俯瞰A1高地东坡。最不让人放心的是东坡的2个摩洛哥连。为了确保这个锁钥之地万无一失，朗格莱在战前最后一刻命令第1外籍军团伞兵营1连（连长：卢希亚尼中尉）接替摩洛哥2连镇守东坡，接防后1连发现摩洛哥兵挖的战壕太浅，不得不继续挖，但他们随即发现这里是奠边府各个山头中石质最硬的高地，工事没法深挖。
除了这5座重要的高地外，楠云河东岸也有不少小山包，它们的重要性也不言而喻。在E高地和D1高地背后，D2高地是多米尼克防区到楠云河之间最后的屏障，由1个105毫米榴弹炮连（第4殖民地炮兵团2营4连）和1个阿尔及利亚步兵连把守。C1高地、A1高地和C2高地背后分布着E12、E10、E11和E3高地。其中，E10和E12高地在C1高地和C2高地背后，第8殖民地伞兵营2连在连长皮舍林上尉带领下在E10高地集结做反击预备队，E12高地则由第2泰族营一部把守。A1高地背后是E11高地，由法军第31工兵营1个连镇守；E3高地由第4摩洛哥步兵团1营最后1个连以及2个泰族辅助兵连负责。朗格莱还同时命令比雅尔少校的第6殖民地伞兵营放在楠云河东岸的C2高地和E12高地之间做预备队，但抽出1个连去E4高地加强第5越南伞兵营。而在前一日，比雅尔少校因4连伤亡惨重被迫撤裁这个连队，把剩余人员补充到其他连队，因而第6殖民地伞兵营的战时编制缩小到3个连。
至此，朗格莱完成了东部高地群的战前部署，同时以第6殖民地伞兵营和第8殖民地伞兵营为反击预备队，辅以泰族第2营一部支援。在中心区和航岗的23门105毫米榴弹炮群也做好准备。法军的临战准备究竟效果如何？东部高地群的防务会不会像兴兰和独立山那样不堪一击？答案很快就会揭晓。
3月30日中午，就在朗格莱巡视东部高地群的同时，预定出击的越军5个团从集结地出发，在大雨的掩护下沿着接敌堑壕朝攻击出发点前进。下午晚些时候大雨停了，低云笼罩奠边府，整个盆地祥和宁静，显示出大战前特有的平静。下午5点，伴随着渐暗的天色，越南人民军第45炮兵团的24门105毫米榴弹炮、第675炮兵团的20门75毫米山炮和24门120毫米重迫击炮，一起朝法军的多米尼克防区、艾兰防区和芒清、航岗的法军炮兵阵地群猛烈开火，越军第二阶段总攻击正式打响。
在多米尼克防区的E高地，越军开始炮击时正值阿尔及利亚第3步兵团3营11连和第5越南伞兵营4连交接防务。当时，越南第5伞兵营4连正在高地反斜面泥泞而拥挤的交通壕等着接防，越军的炮弹突然像雨点般砸在E高地，炸得阿尔及利亚兵干脆扔掉武器，逃出阵地。只有大约30名阿尔及利亚兵继续留在阵地上和越南第5伞兵营4连一起奋战。面对如潮水般奔逃的阿尔及利亚兵，越南第5伞兵营4连连长马丁纳斯上尉一怒之下令所部朝溃兵开枪，可毫无效果。
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）。
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。
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。
越军第二阶段总攻击态势图。
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
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。
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！
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
越军的攻势暂时被遏制了，但越军炮火丝毫没有停歇，继续朝D2高地倾泻。起初弹着点很散乱，但不久后一发迫击炮弹在1个炮位后方爆炸，发出刺眼的闪光，吓得炮组成员高声尖叫。由于炮4连大部分105毫米榴弹都采用近距离射击，所以装药量很少，致使炮弹装药丢得到处都是，越积越高。其中3门炮的炮长利用战斗间隙把这些易爆品扔进了楠云河，但有1门炮其炮组没有这么做。虽然这些装药本身不会爆炸，但极易被诱爆。不多时，1发越军炮弹直接落进4号炮位（贝尔纳·洛朗中士指挥），炸伤了驻退器的油压系统，无法修复。这样，炮4连仅剩3门105毫米榴弹炮堪战。在北部阻击阵地的12.7毫米重机枪，因持续不断的射击导致枪管过热和卡弹，贝斯准尉命令阿尔及利亚机枪手朝枪管撒尿冷却，他们依命行事。一名邻近战壕的60毫米迫击炮手（来自第31工兵团的摩洛哥兵）被炸伤。勒·普瓦特万军士长集合了2名炮手，命令他们接替那名负伤的摩洛哥炮手，继续让60毫米迫击炮射击。不久，这门迫击炮又加入到射击行列。
虽然打退了越军3次进攻，但朗格莱明白布兰布鲁克是在背水一战，一旦D2高地被130营突破，炮4连将无路可退。为了防止这种情况出现，朗格莱在D2高地击退130营第三次进攻后再次指示布兰布鲁克中尉可在危急情况下毁炮撤退，但他再次拒绝了朗格莱的好意。电话线被炮火炸断，他就用无线电呼叫营部的孔布上尉，用俚语向他报告所部情况，使越军监听员无法得知其具体内容。连部成员主动接替劳累的炮手，帮助操炮、装填和运弹。贝斯自己就充当临时搬运员，从弹药库搬出一发发炮弹，把它们扛到炮位上，让炮火持续不断。
虽然四次突击全部失败，但130营没有气馁——要冲到楠云河畔，就必须拿下D2高地！抱着必胜的信心，130营又在拂晓前发动了最后一次进攻。这次，越军没有采取正面硬攻，而是在夜色的掩护下，悄悄从炮阵地附近一条战壕渗透上来，结果被菲劳多中尉发现。这条战壕在战前就为了防止阵地失守而预先埋下了大量炸药，这时起了作用。看到越军挤满战壕，菲劳多立马按下炸药起爆器，将沿壕埋设的几百公斤炸药全部引爆。随着一声巨响，不少越军指战员被炸飞上天。130营的第4次进攻就这样被粉碎了。日出东升，D2高地的硝烟逐渐散去。望着阵前躺着的200多具越军尸体，布兰布鲁克意识到，他们打赢了D2高地之战，奠边府得救了。
清晨，在布兰布鲁克的请求下，中心区开出的3辆卡车（充当火炮牵引车）以胜利姿态将炮4连3门堪战的105毫米榴弹炮拖回了中心区。炮4连的战士们是奠边府真正的勇士。据统计，炮4连在30日夜到31日凌晨的战斗中共打掉1800发炮弹：平均每门炮（一个完整的105毫米榴弹炮组由1名法国军官和8名西非黑人炮手组成）打掉450～500发炮弹，3人负伤，无人阵亡。他们的英勇奋战，挽救了E高地和D1高地失陷的危局，守住了D2高地，保住了楠云河渡口。为了表彰布兰布鲁克的战功，他被授予法国陆军十字荣誉勋章。
也亏得有炮4连的奋战，使德卡斯特里和朗格莱得以把精力放在艾兰防区。
和多米尼克相比，艾兰防区的激战可用“惨烈”二字来形容。在这里，越军第316大团也拉开了进攻帷幕。第98团215营打C1高地和C2高地，第102团54营负责穿插攻击法军的D3高地，174团打A1高地。
在C1高地，第98团团长武朗兑现了他对武元甲大将的承诺，快速攻克了目标。进攻之初，支援98团的一个75毫米山炮连和一个120毫米重迫击炮连就打得奇准无比，在铁丝网障碍带炸开了几个口子。炮火延伸时，第98团215营的爆破排立即冲上去，用爆破筒炸毁了剩下的铁丝网。仅仅5分钟的时间，98团215营爆破排就在对方的7道铁丝网障碍带炸开了一个突破口。215营营长裴友军利用对方仍然没有反应过来，无法发挥火力的空当期，果断下令进攻。
就在这时，团指和215营的电话联络线被炮火炸断。听到步兵冲上C1高地的喊杀声和枪声，团指立即命令炮兵转移射击方向。结果，215营38连在冲击中仅一个冲锋动作就占领了C1高地山顶大碉堡，突击队战士阮善核将决战决胜的红旗插上了C1高地山顶大碉堡废墟。残存的摩洛哥兵试图在西坡继续顽抗，并呼叫炮兵火力支援，但38连眼疾手快，迅速冲上去和法军拼刺刀并猛砸手榴弹。战斗持续了45分钟（和武朗战前计算的时间完全一致），越军98团215营38连仅以伤亡10人的代价，全歼法军第4摩洛哥步兵团1营1个连140人，交换比1：14！得知胜利的消息，兴奋的第98团团长武朗抓起电话，向武元甲大将报捷：“98团按时拿下了C1高地！”武元甲对98团很是满意，因为他们圆满完成了任务，而且伤亡几乎可以忽略不计。事后，越南总军委授予第98团215营集体特等功的最高荣誉。
拿下C1高地后，98团团长武朗却犯了一个错误，用35连换下38连，把刚刚完成攻坚任务，伤亡仅10人，可以说是兵力仍接近满员状态的38连撤下来担任预备队。这次换防使越军错过乘胜进攻C2高地的机会，也给了法军喘息的时机。当215营调整部署，35连和38连进行换防时，法军炮兵开始对C1高地进行炮火覆盖。此时，35连和38连正拥挤在C1高地上换防，法军的炮火给越军造成了很大的麻烦。从地形上看，E1高地比较狭窄，可供隐蔽的工事和堑壕比较少，耽搁了换防时间。直到21点00分，越军第98团215营才报告35连换防完毕，他们的下一个目标是比雅尔少校和越南第5伞兵营主力所在的C2高地。
刚刚经历过大战，正在堑壕里休息的越军指战员们。
从地形上看，C2高地较为宽阔，并通过一条马鞍形山脊和C1高地相连。在C2高地内侧有一条缓坡通往41号公路。这一地利优势利于法军迅速调来预备队实施反扑。在高地上，法军也修筑了一系列坚固的碉堡和掩体，形成明暗火力结合的完备阵地体系，易守难攻。
23点00分，35连1个排在副连长和指导员带领下，穿过马鞍形山脊，冲上了C2高地。他们进展迅速，很快打下了11个地堡，并拔掉了不少明暗火力点。法军也深知C2高地的重要性，一旦有失，A1高地就会彻底失去侧背保护，因此博泰拉上尉指挥越南第5伞兵营营部、2连和3连，在猛烈的炮火支援下，与越军第98团215营35连血搏一夜，成功挡住了35连冲击，可自己的损失也不轻——营属重武器排全军覆灭，3连连长加旺中尉和马凯齐中尉战死，营部的德洛贝尔中尉负伤。越南第5伞兵营顶着左翼和正面前方的崩溃，顽强守住了C2高地，他们的勇敢表现洗刷了独立山失守后反击失败的耻辱。
与此同时，第102团54营的穿插攻击也没有得手，营长重伤。
至此，越南人民军对东部高地群的进攻中，已经拿下了重要的E高地、D1高地和C1高地，在第4个高地——C2高地受挫。但这些都不是决定性的，真正决定奠边府命运的战斗发生在A1高地。
