Để triệt hạ các vị trí đại pháo của địch, Pháo Binh Hoa Kỳ đã bắn trã đủa sang phía Bắc Việt hơn 10,000 quả đạn đại bác mỗi ngày. Ngoài ra, Không Quân Chiến Lược với các pháo đài B-52 đã thực hiện nhiều phi tuần dội bom xuống vùng phi quân sự ở gần Cồn Tiên.

Ngày 27 tháng 9/1967, để giải tỏa áp lực địch, Liên quân Việt-Mỹ khởi động cuộc hành quân Lam Sơn 131 tại giáp giới vùng Phi Quân Sự. Ngày 28 tháng 9, một đại đội Thủy Quân Lục Chiến Hoa Kỳ bị quân Bắc Việt phục kích gần Cồn Tiên, làm cho 3 binh sĩ Mỹ tử trận và 15 bị thương.

Đầu tháng 10 năm 1967, tin tức tình báo ghi nhận Cộng quân đã bị tổn thất nặng trong các trận giao tranh tại Cồn Tiên và khu vực Phi Quân Sự, nhiều đơn vị Cộng quân đã phải rút về bên kia sông Bến Hải để tái bổ sung quân số. Đồng thời các vị trí pháo của Cộng quân cũng dời nơi khác để tránh sự phát giác của phi cơ quan sát của Không Quân Việt-Mỹ. Trong những ngày đầu của tháng 10 năm 1967, Cộng quân đã ngưng các đợt pháo kích vào căn cứ Cồn Tiên.

Để tăng cường sự phòng thủ Vùng Phi Quân Sự hầu ngăn chận hữu hiệu các cuộc xâm nhập và tấn công quấy rối của Cộng quân, ngày 10 tháng 10/1967, Bộ Tư Lệnh Lực Lượng 3 Thủy Bộ đã điều động thêm 3,000 binh sĩ TQLC đến vùng giới tuyến. Theo kế hoạch, sẽ có thêm 4,500 binh sĩ TQLC được điều động ra khu vực này.

Trận chiến tạm lắng được 10 ngày thì đã bùng nổ trở lại. Ngày 11 tháng 10, căn cứ Cồn Tiên bị pháo kích dữ dội trong nhiều giờ liền, cũng trong ngày này, pháo đài B-52 đã oanh tạc vào các vị trí pháo binh của Bắc Việt đặt ở phía Bắc khu Phi Quân Sự.

(Ghi chú: Đến gần cuối năm 1966, Tổng Thống Lyndon Johnson mới cho phép lực lượng Hoa Kỳ tại Việt Nam sử dụng hải pháo bắn trả trong trường hợp bị pháo binh của Bắc Việt từ trong Vùng Phi Quân Sự bắn ra. Đến tháng 2 năm sau, Đại Tướng Westmoreland được thêm quyền sử dụng Pháo Binh để tác xạ quấy rối).

Trở lại trận chiến ở Cồn Tiên, trong hai ngày 12 và 13 tháng 10, Bắc Việt tiếp tục pháo kích vào căn cứ. Rạng ngày 14 tháng 10, Cộng quân lại mở trận tấn công hiệp đồng pháo binh và bộ chiến vào căn cứ, nỗ lực chính của họ là 1 tiểu đoàn đặc công. Cuộc tấn công này bị phía bên Thủy Quân Lục Chiến trú phòng chận đứng sau hơn 2 giờ kịch chiến. Trong trận này, có 21 binh sĩ TQLC Hoa Kỳ tử thương, 20 bị thương. Số tổn thất của Cộng quân được ghi nhận rất cao, nhưng vì Bắc Việt cứ pháo kích liên tục nên quân trú phòng không bung ra ngoài được để kiểm soát trận địa và đếm số Cộng quân bị bỏ xác tại chỗ.

CÁC TRẬN KHÔNG TẬP CỦA KHÔNG ĐOÀN 7 HOA KỲ TẠI KHU VỰC CỒN TIÊN

Sau ngày này, Cồn Tiên trở thành biển lửa với các trận không tập dữ dội quanh vùng. Đại Tướng Westmoreland ghi lại trận Cồn Tiên thời gian này như sau:

Qua tuần đầu của tháng 10 năm 1967 có thể nói Cồn Tiên bị bỏ rơi vì một số binh sĩ TQLC Hoa Kỳ và vì ý niệm mới về phòng thủ được gọi là SLAM, tức là viết vắn-tắt của các chữ ghép Seek (truy lùng), Locate (xác định vị trí), Annihilate (tiêu diệt), và Monitor (theo dõi). Chiến thuật này do tướng William W. Momyer, Tư Lệnh Không Đoàn 7, người kế nhiệm tướng Joe Moore chủ xướng. Tướng Momyer người mảnh khảnh, đáng tín cẩn, phong cách giống như một doanh nhân, nhưng chiến đấu vì lý tưởng, với lý trí và ý chí chứ không vì tình cảm. Theo ý niệm về kế hoạch SLAM của tướng Momyer, ông dựa phần lớn vào khả năng của B-52, của các phi cơ oanh tạc và hải pháo với sự phối hợp của pháo binh diện địa.

Sau khi được phi cơ thám thính và các phương tiện tình báo khác xác định mục tiêu, các pháo đài B-52 sẽ đến thả bom trước, sau đó là các chiến đấu cơ đến không kích cùng với hải pháo và địa pháo hỏa tập. Các cuộc thám sát trường kỳ này sẽ xác định mức độ thiệt hại. Suốt 49 ngày với chiến thuật SLAM đánh vào khu vực chung quanh Cồn Tiên, với hỏa lực kinh hồn của các hình thức vừa kể, lực lượng Bắc Việt vừa đến chiếm Cồn Tiên buộc lòng phải rút lui.

So với Điện Biên Phủ trước kia thì quả Cồn Tiên là một Điện Biên Phủ. Nhưng kết quả trái hẳn. Cộng Sản Bắc Việt bỏ lại hơn 2,000 xác trong khi Gio Linh và Cồn Tiên vẫn đứng vững. Bỏ Cồn Tiên, Gio Linh và cả Khe Sanh ư? Nếu chúng tôi (tức các đơn vị Hoa Kỳ) làm như vậy thì địch sẽ thừa thế lấn tới, đưa súng lớn tới sát khu dân cự Và rồi theo chân Cồn Tiên, Gio Linh, các nơi khác cũng sẽ lần lượt bị bỏ rơi.

Cũng theo lời kể của Đại Tướng Westmoreland là trước khi trận chiến bùng nổ tại Vùng Phi Quân Sự, Hoa Thịnh Đốn đã tỏ ra do dự không chịu cho dùng hải pháo bắn vào khu vực này. Riêng việc vị tư lệnh Lực lượng Hoa Kỳ tại Việt Nam xin phép cho quân bộ chiến vào khu vực lại càng khó khăn hơn. Ngay cả việc giao tranh bên dưới vùng Phi Quân Sự cũng bị ngăn cấm. Khi săn đuổi địch, các đơn vị có thể rượt đến lằn ranh hai miền nhưng nếu có chạm súng thì đơn vị truy kích buộc phải rút quân về.

Chính những ràng buộc và sự hạn chế nêu trên đã tạo đà cho phía Bắc Việt leo thang chiến tranh và tiến hành các cuộc tấn công quy mô vào vùng Nam Bến Hải ở giữa năm 1966. Lúc đó, Hoa Thịnh Đốn mới chấp nhận những đề nghị khẩn thiết của Đại Tướng Westmoreland để phản công và tiêu diệt quân Bắc Việt.