1954年3月13日下午5时整，在经过连日前哨战后，武元甲指挥进攻越军对奠边府法军阵地发动了第一次大规模炮击，正式拉开了进攻奠边府的战幕。参加炮击的越方炮兵计有20门120毫米重迫击炮、20门75毫米榴炮弹、80门105毫米榴弹炮以及其他一些口径稍小的火炮。与之对阵的法军炮兵只有4门重炮、24门重迫击炮和同样数量的中程炮。其炮弹储备也不如越军充足。在越军铺天盖地炮火的轰击下，法军据点的铁丝网屏护被炸烂、堑壕顶盖被掀开。守军血肉横飞，乱跑乱窜。奠边府一时浓烟蔽日，狼藉不堪。
炮击过后，越军步兵成群结队，冲出丛林，如潮水涌来，与法国守军短兵相接，拼死肉搏。法军许多阵地得而复失，频频易手，阵前硝烟弥漫，尸横遍野。经过数日恶战，越军首先夺占了奠边府法军环形防线北门户加布里埃据点群，继后又夺占了法军阵地西北门户安妮—玛丽据点群以及东北门户，并切断了法军主阵地与其南翼伊萨贝尔据点群的联系，收拢了对法军的包围圈。
法将卡斯特里在初战失利后，赶紧收缩兵力，调整部署，同时不断向法军总部呼救，要求紧急空运炮弹、武器零部件、救援部队和各种生活补给。法军飞机一批批飞到战场上空。然而，热带暴风雨也铺天盖地而来，奠边府终日笼罩在热带丛林的雨雾中。法军运输机低飞恐被越军密集的对空火力击中，高飞又常常把宝贵的补给品投到对方阵地。每天空投给法军的补给品，或者几吨，或者几十吨，皆杯水车薪，不足以供应一支万人大军的每日作战需要。越军在战斗间歇期间，依赖精心组织的人力畜力，沿丛林小道，将各种补给品从数百公里外及时运到战场。受到损失的越军第一线部队，还可由第二线生力军轮换。结果，每经过一次战斗间歇，双方战力对比就发生一次有利于越军的新变化。