Về hướng tiến công, Mặt trận Huế được chia làm hai cánh: Cánh Bắc gồm khu tả ngạn sông Hương và huyện Hương Điền là hướng tiến công chủ yếu. Cánh Nam gồm một phần hữu ngạn sông Hương và hai huyện Hương Thủy, Phú Vang là hướng tiến công quan trọng, đồng thời là hướng chủ yếu đánh phản kích. Kế hoạch tiến công được xác định là đêm đầu đồng loạt đánh vào các vị trí của địch trong thành phố và ngày hôm sau sẽ phát động quần chúng nổi dậy.

Bộ đội ta đánh chiếm thành phố Huế, Tết Mậu Thân 1968. Ảnh tư liệu.

Trên cơ sở phương án tác chiến, ngày 30-1-1968 (tức ngày Mồng Một Tết Mậu Thân theo lịch miền Nam), Bộ chỉ huy Mặt trận Huế điều động 2 trung đoàn bộ binh (6, 9), 4 tiểu đoàn bộ binh (sau tăng cường 3 trung đoàn bộ binh các sư đoàn 324, 325), 3 tiểu đoàn đặc công, 1 tiểu đoàn pháo phản lực ĐKB, 6 đội biệt động lần lượt đến các vị trí tập kết, sẵn sàng phối hợp với 2 đại đội bộ đội địa phương huyện và một số trung đội du kích, tự vệ tiến công vào các vị trí địch ở nội thành Huế, kết hợp với 8 chi bộ Đảng, 100 cơ sở bí mật và nửa bí mật phát động quần chúng nhân dân nổi dậy.

Theo kế hoạch, 2 giờ 33 phút ngày 31-1 (tức rạng sáng Mồng Hai Tết theo lịch miền Nam), bộ đội ta đồng loạt tiến công vào các vị trí của địch ở khu Tam Giác, Phan Sào Nam, Phú Bài, Động Toàn, Đông Ba, mở đầu cuộc tiến công vào nội thành Huế. Cuộc tiến công diễn ra rất quyết liệt, thể hiện sự phối hợp tác chiến chặt chẽ giữa bộ đội chủ lực, đặc công, biệt động, bộ đội địa phương, du kích, tự vệ, kết hợp với nổi dậy của quần chúng.

Ở cánh Bắc, bộ đội ta tiến công đồn Mang Cá (nơi đặt sở chỉ huy sư đoàn 1 bộ binh địch), khu An Hòa, cửa Chánh Tây, sân bay Tân Lộc, cửa Hữu, cửa Thượng Tứ, các khu Đông Ba, Cột Cờ, Đại Nội, Kim Long, Gia Hội, cầu Bạch Hổ, Kẻ Vạn, Văn Thánh. Sau một thời gian chiến đấu, quân ta đánh chiếm hầu hết các mục tiêu theo quy định (trừ khu Mang Cá, sân bay Tân Lộc). 8 giờ ngày 31-1, bộ đội ta tiến công đánh chiếm toàn bộ khu Đại Nội. Lá cờ Mặt trận Dân tộc giải phóng miền Nam Việt Nam được kéo lên cột cờ trước Ngọ Môn Thành Nội, báo hiệu ta đã làm chủ trung tâm thành phố Huế. Phối hợp với đòn tiến công trong nội thành, các đơn vị bộ đội chủ lực ở vòng ngoài phối hợp với lực lượng vũ trang địa phương tiến công địch ở các làng La Chữ, Quế Chữ, Bồn Trì, Bồn Phổ, đánh chiếm các khu vực An Hòa, Đốc Sơ.

Trên cánh Nam, do đường hành quân xa, lại bị địch phục kích ngăn chặn, nên các đơn vị chủ lực ta tiến công chậm so với kế hoạch đề ra. Bộ đội chủ lực cùng với đặc công liên tục tiến công địch ở Tam Thai, Tàu Lăng, Nam Giao, khu kho Rèn, Ngã Sáu, Đài phát thanh, ty Sắc Tộc, chiếm Tòa tỉnh trưởng, giải phóng 2 nghìn cán bộ, chiến sĩ của ta bị địch giam cầm ở nhà lao Thừa Phủ; chiếm khu vực nhà ga, xưởng quân cụ… Cũng như cánh Bắc, ngoài các lực lượng đánh trong nội thành còn có một bộ phận đánh địch ở ngoại thành. Bộ đội ta tiến công địch ở Tam Thai, Nam Giao, khu nhà thờ Phước Quả, các trại Lê Lợi, Quang Trung, gây cho địch thiệt hại nặng, thu một số vũ khí, quân trang, quân dụng.

Phối hợp với đòn tiến công quân sự trong nội thành, sáng ngày 3-2, quần chúng nhân dân bắt đầu nổi dậy lùng diệt, truy quét ác ôn và tàn binh địch, phá bỏ bộ máy kìm kẹp của địch, thiết lập chính quyền cách mạng ở cơ sở. Tại các huyện vùng ven, lực lượng vũ trang địa phương được quần chúng hỗ trợ đánh chiếm các mục tiêu vòng ngoài, bức rút đồn bốt địch, giành quyền làm chủ, mở rộng vùng giải phóng xung quanh thành phố Huế...

Cuộc tiến công thành phố Huế đã góp phần quyết định vào thắng lợi chung của cuộc Tổng tiến công và nổi dậy Xuân Mậu Thân 1968 trên toàn chiến trường miền Nam. Trong điều kiện so sánh lực lượng giữa ta và địch về quân số, vũ khí trang bị và trình độ tác chiến, địch hơn ta gấp nhiều lần, thì việc chủ động tổ chức bộ đội chủ lực, đặc công, biệt động và lực lượng vũ trang địa phương tiến công vào một thành phố lớn, kết hợp với nổi dậy của quần chúng là một quyết định đúng đắn, táo bạo. Kinh nghiệm về phối hợp giữa các lực lượng tác chiến trong thành phố tiếp tục được quân và dân ta vận dụng, phát triển trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, tiến tới thắng lợi cuối cùng.