1979年2月25日，對越反擊戰時越南人民軍總部發表戰果，稱在此前的一週中，共計殲滅中國軍隊兩萬名，擊毀中國軍隊戰車220輛。1979年2月17日晨五點，中國軍隊第41軍，第42軍合計六個師，向越軍陣地發起突然攻擊。攻擊的主要方式採用了傳統的“人海戰術“。越軍則以346師，354師，316甲師，188炮兵師，獨立第677團迎擊，雙方在越北全線展開激戰。2月18日，蘇聯宣佈進入戰備警戒體制。
2月19日，老街成為越南第一個陷入中國軍隊手中的重要城市，惡鬥中，越軍第246團(所屬師不詳)團長戰死，團參謀長被中國軍隊俘虜。到2月20日晨，開戰僅僅三天多一點的時間，越軍傷亡已經超過一萬名，並有七座導彈基地被摧毀。中國軍隊的全面進攻在2月21日達到一個高峯。這一天，中國軍隊開始對諒山外圍發動攻勢。由於在前面的戰鬥中損失較大，中國軍隊的進攻顯得比較倉促。但是，在援軍到達後中國軍隊立即發起第二次總攻擊，並打得十分堅決。這次攻擊給越軍帶來大量傷亡，防禦體系出現動搖。
但是，2月22日，越軍及時出動了預備隊第345師，重新穩定了諒山一線的形勢。雙方圍繞諒山外圍展開激戰。23日，越軍主力第3師(或近衞第3師)出現在戰場上，這支生力軍一度將中國軍隊截為兩段。從23日到25日，兩軍主力在諒山周圍反覆廝殺。25日越軍地面部隊在飛機支援下發動反攻。但是，實際戰場形勢已經是強弩之末。意識到無論如何戰鬥中國軍隊都在取得上風，諒山的居民25日開始撤離，向南方疏散。就在這一天，越南人民軍總部發表戰果，稱在此前的一週中，共計殲滅中國軍隊兩萬名，擊毀中國軍隊戰車220輛。這一階段的戰鬥中，中國軍隊主要從三個方面攻入越南境內，即西側的老街方向，中部的高平方向和東部的諒山方向。
在老街，越南人民軍遭到河口方面中國軍隊毀滅性的火力打擊，但曾經一度頑強守住陣地。老街方向是中國軍隊“入侵”的預期方向，因此越軍部署了較多兵力，力圖死守。在老街市區防禦的主力為第254團，在其向南延伸的鐵路線和公路線方向部署了第121團，在老街西側則部署了第148團和第192團。此外，還在河口北側部署了第95團作為側翼部隊。但是戰鬥開始後第95團就率先被殲滅，其他部隊中有的團放棄陣地沿鐵路向南方後退，被中國軍隊追擊後分散成小隊作戰，失去建制。因此，儘管越軍第316A師奮勇從西側趕來解圍，在兩路中國軍隊的夾攻下突破前進了十公里，最終老街仍然落入中國軍隊手中。第316A師倉促撤出戰鬥，老街周圍部署的部隊大多“全滅”。
高平方面越軍的主力為346師，預備隊為338師。這一地區東，北兩面均與中國接壤，所以遭到兩路夾攻，戰鬥中346師師參謀長被俘，是越軍在戰鬥中被俘的最高人員。但是，高平方面的抵抗給中國軍隊造成了大量殺傷。其原因在於這裏山地地形複雜，對於節節抵抗的越南軍隊，中國人民解放軍缺乏山地戰鬥經驗。同時，炮兵支援不足，也是中國軍隊的重要教訓。
中國炮兵實力雄厚。在老街取得的戰果，和炮兵火力的強大有直接關係。但是，中國軍隊的炮兵僅僅一天時間就打光了所有炮彈。第二天，炮兵支援能力大大減弱。而下一次炮彈補給要到4天以後，且只有一個當量。中國軍隊的炮兵主要使用牽引式火炮，放列所需時間較長，嚴重影響了進攻的速度。這大概是中國軍隊在此戰中學得的最大教訓之一了。
對越反擊戰：血染同登
2月26日上午，向越南人民軍的擔當部門瞭解，得知戰況比較平穩，但是下午激烈的戰鬥再次開始。這一天，中國方面的首腦提出，第一，這次反擊作戰是有限度的，第二，反擊將不擴大，第三，反擊結束後將撤回國內。同一天，我們對越中兩軍的情況作了更多瞭解。根據掌握的情報，中國軍隊的一個師團，包括三個滿員2，820名的步兵團，一個滿員600名的裝甲團(裝備戰車32輛，自行火炮10門)，一個滿員1，140名的炮兵團，三個直屬營(320人的通信營，520人的高射炮營，470人的工兵營)，此外還有警衞連(70人)，特務連(110人)，偵察連(140人)，多管火箭炮連，以及司令部人員(630人)和輔助人員(200人)。中國軍一個師團的總兵力為12，600名-12，800名之間。
與此相對，越南人民軍一個師團，包括三個步兵團(團下設三個步兵營，一個機炮連，一個後勤連和一個直屬隊)，一個炮兵團，師團部警衞營，工兵營，此外，還有偵察連，直屬連，通信連，衞生連，運輸連，修械連，經理連越南軍一個師團的總兵力為10，300-10，600名之間，相當於與中國軍80-85%的規模。2月27日，開戰的第十天，戰鬥驟然激烈起來。這一天，一度將進攻節奏減緩的中國軍指揮部，將預備兵力投入，試圖突破越南人民軍建立的防衞線。在戰鬥中諒山方面守軍無法守住陣地，丟失了至關重要的諒山飛機場。
可是，就在此時，越南人民軍也針鋒相對發動了反擊，反擊的方向是諒山方面的重要據點同登。作為諒山防線鎖鑰的同登，在早些時候經過頑強抵抗此時已被中國軍隊佔領。在2月28日，越南軍的反擊奏效，奪回同登大部，此舉當令中國軍隊指揮部大吃一驚。越南人民軍方面説，這次戰鬥中的越南軍隊，採取了靈活的作戰方式，將部隊分編成幾十人一路的小編組，以此為基礎，向中國軍隊發動了攻擊，成為對中國軍隊指揮彈性的考驗。越南人民軍採用這樣的戰術，在運用裝備上有特色。他們大量使用了越南戰爭結束時美軍和南越政府軍拋棄的攜帶式輕便無線電台，因此戰術動作十分活躍。
中國軍隊對這種戰術猝不及防，越軍的作戰因此一時奏效。儘管中方兵力佔有優勢，但受到的損失應該也是不小的。可見，從朝鮮戰爭結束後，20年間基本沒有大規模實戰的中國軍隊，在面對剛剛和美軍，南越政府軍結束歷時十幾年戰爭的越南人民軍時，戰鬥力受到極大的考驗，單兵戰鬥經驗上存在差距。注意到這種情況，中國軍指揮部較為迅速地調整了作戰目標，以諒山為主攻方向集中兵力發動攻勢。這大概是因為，在其他戰線上，中國軍隊基本都按照預定計劃到達佔領線，如果能夠在這裏將越南軍隊的抵抗打垮，越軍在長達一千公里的國防防衞線上就不再擁有最後一個可以利用的支撐點，唯一能做的就是儘快轉向後方重建新的防線。同時，中國軍的指揮部顯然也不願意給對方留下“越南軍隊戰鬥力強”的心理印象。
這樣，雙方的爭奪地域，就集中到了諒山周圍。中國軍隊在諒山-同登一線前集中加強的兵力，據計算已經達到五萬餘。考慮到整個戰線上中國總計出動了10-15萬軍隊，這已經是其投入總兵力的三分之一。在整個戰爭中，中國最終投入的兵力當在二十萬人。
