Tháng 11/1951, quân Pháp tập trung lực lượng lớn mở cuộc tiến công đánh chiếm Hòa Bình nhằm giành lại quyền chủ động chiến lược; mở rộng khu chiếm đóng, bịt chặt cửa ngõ phía Tây Nam đồng bằng Bắc Bộ, chặn đường liên lạc vận chuyển của ta giữa Việt Bắc và các liên khu 3, 4; tiêu diệt một bộ phận chủ lực và phá sự chuẩn bị tiến công Thu - Đông của ta. Đánh giá tình hình và âm mưu của địch, ngày 18/11/1951, Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng và Tổng Quân ủy nhận định: Đánh Hoà Bình, địch đã phân tán lực lượng cơ động ra một địa hình rừng núi hiểm trở, binh lực ở đồng bằng Bắc Bộ bị dàn mỏng và tương đối sơ hở; đây là cơ hội hiếm có để ta tiêu diệt nhiều sinh lực địch. Bộ Chính trị quyết định mở cuộc tiến công lớn trên hai mặt trận: Tập trung chủ lực trên mặt trận chính Hòa Bình, đồng thời đưa một bộ phận chủ lực vào hoạt động trong vùng địch hậu đồng bằng Bắc Bộ, đẩy mạnh chiến tranh du kích trong vùng địch tạm chiếm.
Tại mặt trận Hòa Bình, Bộ Chỉ huy Chiến dịch hạ quyết tâm và giao nhiệm vụ cho Đại đoàn 308 và Đại đoàn 312 tiến công trên hướng chủ yếu, phá vỡ tuyến phòng ngự Sông Đà của địch; Đại đoàn 308 (thiếu Trung đoàn 102) ở tả ngạn Sông Đà, tiêu diệt cứ điểm Tu Vũ, đánh quân viện trên Sông Đà từ Tu Vũ đến thị xã Hòa Bình; Đại đoàn 312 ở hữu ngạn, diệt cứ điểm Chẹ, đánh quân viện trên đường từ Sơn Tây đi Đá Chông và từ Đá Chông đến Chẹ; Đại đoàn 304 ở hướng thứ yếu của chiến dịch, kiềm chế địch ở thị xã Hoà Bình và đánh địch trên Đường 6; Trung đoàn 102 (Đại đoàn 308) làm lực lượng dự bị đứng chân ở Cổ Tiết (nam thị xã Phú Thọ) cùng lực lượng vũ trang địa phương Phú Thọ sẵn sàng đánh địch càn quét khu vực Hạc Trì, Lâm Thao, Hưng Hoá, Đường số 2. Cách đánh chiến dịch được xác định là “đánh điểm diệt viện”, kết hợp đánh địch trong công sự với đánh địch vận động, càn quét hoặc tăng viện, ứng cứu bằng đường bộ, đường sông, đường không, sẵn sàng đánh địch rút chạy. Địa bàn chiến dịch từ Xuân Mai đến thị xã Hòa Bình và từ thị xã Hòa Bình đến Trung Hà. Về bảo đảm hậu cần, các ban cung cấp tiền phương ở Bắc và Nam Hòa Bình huy động 27 xe quân sự, trên 1 nghìn thuyền lớn, nhỏ, 20 nghìn dân công bảo đảm tiếp tế cho bộ đội gần 300 tấn đạn dược, trên 6 nghìn tấn lương thực, thực phẩm trong suốt quá trình chiến dịch.
Sau hơn 2 tháng chiến đấu, ở mặt trận Hòa Bình, quân và dân ta đã loại khỏi vòng chiến đấu hơn 6 nghìn địch, bắn rơi 9 máy bay, bắn chìm 17 tàu, xuồng, phá huỷ 12 pháo và hơn 200 xe quân sự, thu 24 pháo và gần 800 súng các loại; giải phóng khu vực Hòa Bình - Sông Đà, giữ vững đường giao thông chiến lược giữa Việt Bắc và các liên khu 3, 4; đập tan âm mưu giành lại quyền chủ động chiến lược, mở rộng vùng chiếm đóng và lập “Xứ Mường tự trị” của quân Pháp. Ở mặt trận địch hậu, ta loại khỏi vòng chiến đấu hơn 15 nghìn tên địch, thu 6 nghìn súng các loại, mở rộng nhiều khu du kích và căn cứ du kích, đẩy mạnh chiến tranh du kích trong vùng địch tạm chiếm, phối hợp và hỗ trợ cho mặt trận chính Hòa Bình giành thắng lợi. Sự chỉ đạo phối hợp có hiệu quả giữa hai mặt trận là yếu tố quyết định trực tiếp thắng lợi của chiến dịch .
Thắng lợi của Chiến dịch Hòa Bình đánh dấu bước tiến bộ mới về trình độ chiến thuật, kỹ thuật, về khả năng chiến đấu liên tục, dài ngày của bộ đội chủ lực, về sự phối hợp chiến đấu chặt chẽ, hiệu quả của ba thứ quân; có ý nghĩa chiến lược quan trọng, góp phần làm thay đổi cục diện chiến trường chính Bắc Bộ có lợi cho cuộc kháng chiến của Nhân dân ta./.