Lực lượng tham gia chiến dịch: Quân tình nguyện VN có 2 sư đoàn (312 và 316), 2 trung đoàn (866 và 335) bộ binh, 2 tiểu đoàn đặc công, 2 tiểu đoàn pháo binh, 4 tiểu đoàn pháo phòng không, 1 tiểu đoàn thiết giáp; LLVT CM Lào có 9 tiểu đoàn bộ binh, 1 đại đội pháo binh và 3 đại đội LLVT địa phương.
Lực lượng địch gồm: 30 tiểu đoàn bộ binh (18 tiểu đoàn Vàng Pao, 4 tiểu đoàn QĐ Vương quốc Lào, 8 tiểu đoàn Thái Lan), 3 tiểu đoàn pháo binh, 1 đại đội máy bay T-28, 1 trung đội xe bọc thép.
Chiến dịch diễn ra hai đợt:
-
Đợt 1 (18-22.12.1971), ta đồng loạt tiến công vào đội hình phòng ngự của địch ở Cánh Đồng Chum, đánh chiếm Phu Tâng, Phu Tôn, Na Hin, Phu Keng, thọc sâu tập kích vào Phu Phaxay, Phu Xeo, truy quét và giải phóng toàn bộ Cánh Đồng Chum (x. trận Cánh Đồng Chum, 8-20.12.1971); trên hướng phối hợp, LLVT CM Lào tiến công chiếm Mường Sủi, phát triển đến Salaphukhun, Ca Sỉ…
-
Đợt 2 (23.12.1971-6.4.1972), ta tiến xuống phía Nam, đánh chiếm Sảm Thông; ta tiếp tục tiến công giành, giành giật quyết liệt với địch ở Phu Mộc, Sảm Thông, Nậm Chế, sau đó chuyển sang phòng giữ Cánh Đồng Chum, kết thúc chiến dịch.
Kết quả loại khỏi chiến đấu hơn 8.000 địch (bắt 1.137), bắn rơi và phá huỷ 143 máy bay, thu 30 khẩu pháo, 106 súng cối; giải phóng Cánh Đồng Chum, làm thất bại âm mưu của Mỹ sử dụng QĐ phái hữu Lào và quân Thái Lan lấn chiếm vùng giải phóng ở Lào.