Điểm Đồi Độc lập cách khu Trung tâm Mường Thanh 4km về hướng Bắc là một trong hai cánh cửa thép của tuyến phòng ngự phía Bắc bảo vệ khu Trung tâm Mường Thanh. Lực lượng địch bố trí có Tiểu đoàn 5, Trung đoàn 7 Algeria Bắc Phi, là đơn vị tinh nhuệ, thiện chiến, hung hãn và được tăng cường một đại đội lính ngụy Thái, có nhiệm vụ án ngữ con đường Lai Châu xuống Điện Biên và ngăn chặn các cuộc tiến công của ta từ phía Bắc vào, trang bị bốn khẩu cối 120 ly, được pháo binh ở Mường Thanh, Hồng Cúm chi viện trực tiếp.
Cứ điểm Độc Lập được bố trí xây dựng công sự, hầm ngầm giao thông hào gắn liền với lô cốt, có trang bị các loại vũ khí mới, như kính ngắm bằng điện tử. Xung quanh cứ điểm cấu trúc hàng rào dây thép từ chân đồi lên đến tận mép chiến hào phòng ngự, có các loại mìn dày đặc, đêm thường xuyên bắn pháo sáng để quan sát xung quanh.
Đặc biệt sau đêm 13/3, Him Lam bị tấn công và thất thủ, địch dùng máy bay C47 thả pháo sáng liên tục suốt đêm 14/3/1954, báo động thường xuyên, thỉnh thoảng bắn cầm chừng bằng súng bộ binh và súng cối 120 ly ra xung quanh cứ điểm. Do ở xa khu trung tâm, nên chúng được bổ sung lương thực, đạn dược các loại, có khả năng cầm cự 4 - 5 ngày đêm. Đây là một cứ điểm, địch xây dựng bố trí tương đối kiên cố vững chắc.
Theo kế hoạch nhiệm vụ được giao, việc tấn công đồi Độc Lập đêm 14/3/1954 do hai Trung đoàn 165, Đại đoàn 312 và Trung đoàn 88, Đại đoàn 308 được tăng cường pháo binh của mặt trận trực tiếp chi viện. Các đơn vị sơn pháo và hai đại đội súng cối 120 ly do Bộ tư lệnh Đại đoàn 308 trực tiếp chỉ huy, có nhiệm vụ tập trung tiêu diệt đồi Độc Lập. Trung đoàn 165, lúc đó đảm nhiệm mũi tấn công chủ yếu ở hướng Đông Nam. Trung đoàn 88 đảm nhiệm tấn công thứ yếu ở hướng Đông Bắc.
Đúng 16 giờ 45 phút ngày 14/3/1954, đơn vị được lệnh hành quân vào vị trí xuất phát xung phong. Bộ đội hành quân gặp trời mưa tầm tã. Các chiến hào đất bùn lầy lội, lại bị pháo địch ở Mường Thanh, Hồng Cúm bắn ra dồn dập. Súng cối 120 ly trong cứ điểm cũng nhả đạn về hướng tiến quân của ta, đồng thời pháo của ta cũng bắn vào các trận địa pháo địch ở Mường Thanh tạo thời cơ cho bộ đội tiến vào vị trí xuất phát xung phong thuận lợi.
Đúng 24 giờ ngày 14/3/1954, Tiểu đoàn 115, Trung đoàn 165 ở hướng chủ yếu đã vào được vị trí xuất phát xung phong. Hướng thứ yếu của Trung đoàn 88 cũng đã vào vị trí chiến đấu đúng thời gian. Các chiến sĩ bộc phá những đơn vị xung kích mũi nhọn đã trườn qua các khoảng trống dưới trời mưa vượt qua tầm đạn pháo của địch cày đi xới lại. Bộ đội bí mật nhích dần về phía chân cứ điểm, với quyết tâm hừng hực khí thế chiến đấu, cán bộ, chiến sĩ đều nóng lòng, sốt ruột chờ đợi lệnh nổ súng, đề nghị trên cho đánh.
Nhưng được lệnh của Bộ chỉ huy mặt trận truyền xuống, theo kế hoạch pháo cối hôm 13/3 phối hợp yểm trợ chi viện cho trận đánh Him Lam, được chuyển tất cả sang tham gia chiến đấu chi viện cho đồi Độc Lập, đang trên đường hành quân di chuyển, do trời mưa đường sá lầy lội chưa tới được. Để hạn chế tổn thất thấp nhất và chắc thắng, phải chờ pháo tăng cường đến.
Chờ đến 2 giờ sáng ngày 15/3, pháo mới tới trận địa, 3 giờ được lệnh tấn công. Tất cả các loại hoả lực, trọng pháo của Bộ chỉ huy mặt trận bắn dồn dập, mãnh liệt vào các trận địa pháo của địch để khống chế uy hiếp. Pháo địch bị hạn chế bắn vào đội hình quân ta.
Ngoài ra, các loại pháo đi cùng tham gia bắn chế áp vào cứ điểm, tiêu diệt các ổ đề kháng của địch, chi viện đắc lực cho bộ binh tiến hành mở cửa. Hướng chủ yếu của Trung đoàn 165 tiến hành thuận lợi, Tiểu đoàn 115 chủ công tiến lên đánh bộc phá mở cửa, giữa lúc pháo ta vẫn tiếp tục bắn chế áp và chuyển làn dần vào các mục tiêu trong khu trung tâm cứ điểm. Sau 40 phút, chiến sĩ bộc phá đã tiến hành mở cửa xong, tiểu đội mũi nhọn nhanh chóng xung phong, vượt qua cửa mở, ào ạt tiến vào cứ điểm phát triển chiến đấu, nhằm vào những mục tiêu của địch.
Cuộc chiến đấu ngay từ lúc đầu đã diễn ra rất quyết liệt, giành đi giật lại, từng lô cốt, từng đoạn chiến hào. Bọn địch dựa vào hầm ngầm công sự chống trả quyết liệt, Tiểu đội trưởng Trần Ngọc Doãn nhanh chóng bắt được một tù binh và bắt nó dẫn đường tiến thẳng tới trận địa cối, tiêu diệt phá huỷ 4 khẩu 120 ly, rồi phát triển đánh chiếm khu thông tin và Sở chỉ huy của địch, tạo điều kiện thuận lợi cho Tiểu đoàn 115 phát triển chiến đấu.
Trên hướng thứ yếu, đơn vị chủ công của Trung đoàn 88 cùng tiến hành mở cửa, nhưng đã gần 4 giờ sáng, đội bộc phá vẫn chưa đánh phá xong các hàng rào. Đồng chí Tiểu đội trưởng Nguyễn Văn Tý liên tiếp kiểm tra đội đánh bộc phá, phát hiện đánh sai hướng mở cửa, bị hoả lực địch ngăn chặn, lập tức đồng chí Tý đã kịp thời điều chỉnh và chỉ huy tiếp tục cho đánh bộc phá vào các hàng rào còn lại.
Hơn 4 giờ sáng, ta đánh xong hàng rào cuối cùng, đưa lực lượng vào phát triển chiến đấu, nhanh chóng đánh chiếm các mục tiêu hoả lực, hầm ngầm lô cốt. Địch ngoan cố chống trả quyết liệt. Các tổ 3 người dùng thủ pháo, lựu đạn, tiểu liên diệt từng tên địch phối hợp với Tiểu đoàn 115 chiếm từng đoạn chiến hào, từng lô cốt, ụ súng. Trận chiến đấu càng về cuối càng gay go quyết liệt với ý đồ của chúng là ra sức cầm cự chờ đến sáng lực lượng ở Mường Thanh ra cứu viện, nhưng quyết tâm của cán bộ chiến sĩ ta kiên quyết giải quyết xong trước khi trời sáng.
Trận đánh từ 3 giờ 30 phút cho đến 6 giờ 30 phút ngày 15/3/1954 mới kết thúc. Quân ta hoàn toàn làm chủ đồi Độc Lập, tiêu diệt 483 tên địch, trong đó có 2 tên quan ba, bắt sống 200 tên, thu toàn bộ vũ khí, xoá sổ Tiểu đoàn 5 Bắc Phi. Vừa kết thúc trận đánh, thì trời cũng vừa sáng. Bọn địch ở Trung tâm Mường Thanh đưa lực lượng bộ binh và xe tăng ra phản kích, thì bị Đại đội 213 của Trung đoàn 88 chặn đánh tiêu diệt một số tên, buộc chúng phải dừng lại và quay đầu rút chạy về trung tâm Mường Thanh.