Hướng chính của Chiến dịch là địa bàn tỉnh Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn nhằm tiêu diệt một bộ phận quan trọng sinh lực địch, mở rộng khu căn cứ địa Việt Bắc và khai thông một phần đường biên giới Việt - Trung,  nối liền khu căn cứ cách mạng đầu não của ta với các nước xã hội chủ nghĩa. Phối hợp với hướng chính của chiến dịch, phía Tây Bắc mà địa bàn chính là tỉnh Lào Cai có nhiệm vụ đánh nghi binh, thu hút và kiềm chế quân địch, không để chúng ứng cứu cho mặt trận chính Cao - Bắc - Lạng.

Chủ tịch Hồ Chí Minh và Tổng Tư lệnh Võ Nguyên Giáp tới dự liên hoan mừng chiến thắng Chiến dịch Lê Hồng Phong - Thu đông 1950.          Ảnh Tư liệu

Thực hiện nhiệm vụ của Trung ương giao, Tỉnh ủy Lào Cai chỉ đạo các lực lượng địa phương ra sức tuyên truyền vận động nhân dân tham gia chiến dịch, tăng cường đưa cán bộ vào vùng địch chiếm đóng để vận động quần chúng đấu tranh, cho lực lượng biệt động đột kích vào thị xã, thị trấn phá hủy các phương tiện chiến tranh của địch, gây rối làm hoang mang tinh thần quân địch.

Ngày 12/9/1950, thực hiện chỉ đạo của Khu 10, quân, dân Lào Cai tổ chức các trận đánh lớn trên địa bàn, nhằm hướng sự chú ý của địch ở Cao - Bắc - Lạng sang Tây Bắc. Ngày 16/9/1950, quân ta nổ súng tấn công cứ điểm Đông Khê mở màn Chiến dịch Lê Hồng Phong II trên hướng chính. Ngày 20/9/1950 quân, dân Lào cai phối hợp cùng bộ đội chủ lực đánh địch và giải phóng Bắc Hà, ngày 22/9/1950 giải phóng Lùng Phình, ngày 27/9/1950 giải phóng Si Ma Cai.

Giữa lúc Chiến dịch Lê Hồng Phong trên hướng Lào Cai được đẩy mạnh, thì ngày 17/10/1950 trên hướng chính  Cao - Bắc - Lạng Chiến dịch kết thúc thắng lợi với trên 8.000 quân địch bị loại khỏi vòng chiến đấu và toàn bộ hệ thống phòng ngự của địch trên Đường số 4 bị triệt phá đã làm cho quân địch trên địa bàn Lào Cai hoang mang cực độ. Nhận định thời cơ giải phóng Lào Cai đã đến, dưới sự lãnh đạo của Đảng bộ tỉnh, toàn quân, toàn dân Lào Cai đã tập trung phối hợp với hai trung đoàn bộ đội chủ lực 148, 165 quyết tâm đánh địch giải phóng quê hương.

Ngày 25/10, phía tả ngạn Sông Hồng quân dân địa phương đã phối hợp với Trung đoàn 165 tấn công và triệt phá đồn Bản Phiệt, truy kích bức rút địch trên đường Bản Phiệt - thị xã Lào Cai. Bên hữu ngạn Sông Hồng bộ đội địa phương phối hợp với Trung đoàn chủ lực 148 tấn công các đồn bốt địch ở Cam Đường.

Ngày 28/10 Trung đoàn 165 và bộ đội địa phương tiến lên đánh chiếm Phố Tèo, sau đó cơ động qua sông đánh chiếm Phố Mới và Cốc Lếu. Tại Cốc Lếu và sân bay Lào Cai, lợi dụng công sự kiên cố, địch chống trả quyết liệt, trận chiến giữa ta và địch diễn ra giằng co. Với tinh thần quyết tâm dũng cảm đánh địch, ngày 29/10 quân ta đã làm chủ thị xã Lào Cai và khu vực Cam Đường. Ngày 30/10 địch chống cự yếu ớt rồi tháo chạy khỏi thị xã Lào Cai và Cam Đường theo hướng Sa Pa. Ngày 1/11/1950 thị xã Lào Cai và Cam Đường được hoàn toàn giải phóng, nhân dân thị xã ùa ra đường đón chào bộ đội, cờ hoa biểu ngữ đỏ ngập thị xã.

Thừa thắng, quân ta chia thành 2 cánh quân truy kích đánh địch trên hai hướng Sa Pa và Bát Xát. Ngày 3/11/1950 cánh quân thứ nhất tấn công địch giải phóng Sa Pa, ngày 5/11/1950 giải phóng Bình Lư, ngày 12/11/1950 giải phóng Phong Thổ (Bình Lư, Phong Thổ khi đó thuộc tỉnh Lào Cai). Cánh quân thứ 2 tiến công địch giải phóng Bát Xát ngày 4/11/1950, sau đó tiến quân sang giải phóng huyện Mường Khương ngày 11/11/1950.

Ngày 16/11/1950, hàng vạn nhân dân các nơi trong tỉnh tập trung về thị xã Lào Cai hân hoan dự lễ mừng chiến thắng. Ủy ban Hành chính kháng chiến của tỉnh ra mắt nhân dân. Ngày 27/11/1950, Bác Hồ gửi thư khen ngợi đồng bào, chiến sỹ, cán bộ Lào Cai./.