Năm 1965, Mỹ mở cuộc chiến tranh phá hoại bằng không quân và hải quân ra miền Bắc, hy vọng ngăn chặn được sự tiếp viện của hậu phương cho chiến trường miền Nam. Mỹ đã xác định 60 “điểm tắc” trên hệ thống giao thông của miền Bắc và cầu Hàm Rồng bắc qua sông Mã được đánh giá là “điểm tắc lý tưởng”.
Phá hỏng cây cầu này, người Mỹ tin rằng sẽ cắt đứt tuyến đường giao thông huyết mạch chi viện của miền Bắc cho chiến trường miền Nam. Hơn thế nữa, Mỹ còn rêu rao rằng họ sẽ “đánh sập một biểu tượng bất khuất, đánh sập niềm kiêu hãnh của Bắc Việt”.
Giới quân sự Mỹ đã bàn thảo tỉ mỉ kế hoạch đánh phá cầu Hàm Rồng. Trước trận đánh lớn, Mỹ đã cho hai tốp máy bay xâm nhập vùng cửa biển Lạch Trường, nghi binh cho hai chiếc khác bay sâu vào nội địa dọc hai bờ sông Mã, để thị sát trận địa phòng không của ta.
Để chủ động đối phó với âm mưu của Mỹ, từ tháng 2/1965, Trung đoàn 13, Sư 213 pháo cao xạ của Quân khu 3, được lệnh vào Thanh Hóa, 2 đại đội đóng tại cầu Đò Lèn, 2 đại đội tại Hàm Rồng. Ngoài ra, Tiểu đoàn 11, Sư đoàn 330 đang bảo vệ thủ đô, được lệnh tham gia phối hợp với Trung đoàn 13.
Lực lượng của Đoàn bộ binh Trường Sơn và hải quân được bố trí tại các vị trí trọng yếu để phục kích và bảo vệ căn cứ hải quân. Sư đoàn 304 và Sư đoàn 350 đã điều động lực lượng pháo cao xạ 37 mm và 14,5 mm phối hợp chiến đấu. Tỉnh đội Thanh Hóa cũng tăng cường thêm một trung đội pháo 14,5 mm.
Cầu Hàm Rồng nằm ở một vị trí đặc biệt hiểm trở, xung quanh có nhiều điểm cao, thuận tiện cho chúng ta bố trí các trận địa hiểm hóc với chằng chịt lưới lửa ở nhiều hướng, nhiều tầng, cơ động đánh địch cả trên không và trên bộ...
Tối 2/4/1965, quân ta dự đoán và đưa ra quyết tâm: “Địch sẽ đánh Hàm Rồng ngày 3/4. Phải tổ chức đánh chắc, đánh trúng, bắn rơi tại chỗ nhiều máy bay địch, bảo vệ mục tiêu, tiết kiệm đạn dược”. Ngay trong đêm, người dân đã được sơ tán triệt để ra khỏi trận địa trong bán kính 5 km, tính từ tâm điểm là cầu Hàm Rồng.
Ngày 3/4/1965, bầu trời Hàm Rồng trong xanh dưới cái nắng đầu hè vàng rực. Đúng 13 giờ, còi báo động vang lên dồn dập, bầu trời và mặt đất trong phút chốc rung chuyển, bởi hàng trăm máy bay phản lực Mỹ kéo vào oanh tạc cầu Hàm Rồng.
Lần đầu tiên trong cuộc chiến tranh Việt Nam, Mỹ đã huy động một số lượng lớn máy bay hiện đại và bom đạn có sức công phá dữ dội vào một mục tiêu duy nhất.
Trước đó, Mỹ đã mở cuộc tấn công ồ ạt vào cầu Đò Lèn, cũng trên quốc lộ 1A cách cầu Hàm Rồng không xa, hy vọng cắt đứt đường tiếp tế của ta trước khi đánh Hàm Rồng, thực hiện ý đồ phân tán lực lượng và cô lập mục tiêu chính. Lưới lửa phòng không của quân dân ở Đò Lèn đã tiêu diệt ngay 5 máy bay Mỹ.
Tại mặt trận Hàm Rồng, ngay ngày chiến đấu đầu tiên, quân dân ta đã bắn rơi 17 máy bay phản lực Mỹ, trong đó có cả "Thần Sấm" F105, lần đầu tiên xuất kích trên bầu trời miền Bắc Việt Nam.
Ngày 4/4, Mỹ mở cuộc tấn công thứ hai vào Hàm Rồng và vùng phụ cận. Cùng tham gia đánh máy bay Mỹ trong trận này còn có 2 tàu chiến của hải quân và các biên đội MiG 17. Đến 17 giờ, trận chiến ác liệt đã kết thúc, quân dân Nam Ngạn - Hàm Rồng đã bắn thêm 30 máy bay Mỹ.
Cầu Hàm Rồng vẫn hiên ngang tồn tại, thách thức sức mạnh của không lực Mỹ. Mạch máu giao thông Bắc-Nam vẫn được giữ vững cho những đoàn quân, cùng vũ khí, đạn dược hướng vào miền Nam.
Trong chiến thắng vang dội ngày 3-4/4/1965, có sự đóng góp to lớn của lực lượng dân quân tự vệ và nhân dân địa phương. Như tấm gương chiến đấu, hy sinh anh dũng của Trung đội trưởng Trung đội dân quân xếp dỡ Hàm Rồng Đỗ Khắc Cảu, mặc máu loang đỏ áo vẫn chỉ huy đồng đội chuyển đạn cho các chiến sĩ pháo cao xạ.
Nữ đội viên tự vệ Ngô Thị Dung hy sinh khi đang tiếp đạn; nữ dân quân Ngô Thị Sáu 3 lần bị thương vẫn không rời trận địa cho đến lúc hy sinh; nữ dân quân Ngô Thị Tuyển vác mỗi lần hai hòm đạn pháo nặng 98 kg, băng mình trong khói lửa để tiếp đạn cho bộ đội.
Góp phần vào chiến thắng còn có hàng nghìn người dân, các cụ ông, cụ bà cao tuổi sẵn sàng làm tất cả để hỗ trợ các lực lượng chiến đấu. Nhà sư Đàm Xuân đã biến nhà chùa thành trạm xá cứu chữa thương binh và cùng bà con lo cơm ăn, nước uống tiếp tế cho bộ đội...
Và biểu tượng cho ý chí quyết chiến quyết thắng của quân dân ta, chính là trong lúc bom đạn ác liệt nhất, quân dân Hàm Rồng-Nam Ngạn vừa chiến đấu, vừa tranh thủ vận chuyển hàng ngàn m3 đá lên đồi C4, tạc vào vách núi 2 chữ "Quyết Thắng" mà cách xa hàng chục km vẫn có thể nhìn thấy.
Cầu Hàm Rồng bất khuất trước hàng tấn bom đạn của Mỹ.
