Đế quốc Mỹ và bè lũ tay sai đã dùng hải quân pháo kích từ biển vào, thả dù thám báo biệt kích, nhất là dùng không quân ở quy mô lớn, các loại vũ khí hiện đại với mức độ hủy diệt cao nhất để tập trung đánh phá các tuyến đường giao thông vận tải, kể cả đường thủy và đường bộ. Trong 4 năm (từ tháng 8-1964 đến tháng 4-1968), chúng tập trung đánh phá tuyến đường 1A, đến ngày 20-4-1968 chúng huy động lực lượng lớn đánh sập đoạn Thượng Gia - Cổ Ngựa dài 230 mét phía bắc cầu Già, cắt đứt hoàn toàn giao thông vận tải trên tuyến đường này tại Hà Tĩnh. Kể từ thời điểm này, việc giao thông vận tải đường bộ từ Bắc vào Nam chi viện cho chiến trường được chuyển hướng tập trung theo đường 15A từ Ngã Ba Lạc Thiện qua Đồng Lộc đến Khe Giao rồi từ đó, một hướng đi lên Địa Lợi - La Khê - Tân Ấp vào Quảng Bình, một hướng theo đường 21 và 22 từ Ngã Ba Thình Thình qua Cẩm Mỹ, Kỳ Anh vào Quảng Bình.

Trước tình hình đó, Ban Bí thư Trung ương đã có chỉ thị về việc lập thành Ban chỉ đạo bảo đảm giao thông Quân khu 4 do chính ủy Lê Quang Hòa làm Trưởng ban, các đồng chí Chủ tịch Ủy ban Nhân dân tỉnh trong quân khu làm phó ban. Chỉ thị đã nêu rõ: “Sau khi tuyến đường 1A bị cắt đứt đế quốc Mỹ sẽ tập trung đánh phá đường 15A và đường 21, 22 để cắt đứt con đường huyết mạch chi viện cho chiến trường miền Nam, vì thế tỉnh và trung ương cần tập trung sức mạnh cao nhất để đảm bảo giao thông thông suốt trên tuyến vận tải này”.

Do vậy, chỉ trong một thời gian ngắn đã huy động về đây một lực lượng chiến đấu tổng hợp đủ mạnh. Toàn bộ lực lượng thanh niên xung phong N55-P18 gồm 7 đại đội đã nhanh chóng chiếm lĩnh trận địa: C551 do đồng chí Nguyễn Tiến Dũng chỉ huy được điểu từ La Khê về Khe Giao; C552 do đồng chí Nguyễn Thế Linh chỉ huy từ đường 28 được điều về Xuân Lộc; C553 do đồng chí Võ Văn Quang chỉ huy được điều về đóng chốt ở Eo Út; C554 do đồng chí Ngô Xuân Lý chỉ huy được điều từ Khe ác về Truông Kén; C555 do đồng chí Nguyễn Khánh Toàn chỉ huy được điều về Nhân Lộc, Phú Lộc; C556 do đồng chí Hồ Thị Mai chỉ huy được điều về Đồng Liên, Đồng Lộc; C557 do đồng chí Nguyễn Thị Lân chỉ huy từ Linh Cảm được điều về Bắc Đồng Lộc. Ngoài ra còn có lực lượng của tổ máy ủi của Ty Giao thông vận tải do đồng chí Uông Xuân Lý làm tổ trưởng; Đội chủ lực cầu, chủ lực giao thông của Ty Giao thông vận tải, đội xe ben của công ty cơ giới, đội xe của Binh trạm 9, đội công trình 1, 2, 3 và tổ lái máy gạt của cục công trình 1, dân quân xã Đồng Lộc và 5 xã phụ cận; Trung đoàn pháo cao xạ 210 thuộc sư đoàn 367 với biên chế 5 đại đội pháo 57 và 2 đại đội pháo 37, tiểu đoàn pháo 37 của tỉnh đội Hà Tĩnh cùng với lực lượng bảo đảm an ninh trật tự của Ty Công an và lực lượng của Ty Bưu điện, Ty Lương thực, Ty Thương nghiệp, y tế, văn hóa, giáo dục, Tỉnh đoàn với tổng số lúc cao nhất lên tới 16.000 người hừng hực khí thế, sức mạnh chiến thắng giặc Mỹ xâm lược.

Đế quốc Mỹ đã huy động lực lượng không quân từ hạm đội 7 và các sân bay ở Thái Lan, miền Nam Việt Nam tập trung đánh phá với cường độ cao nhất để cắt đứt bằng được sự chi viện trên tuyến đường này, chúng muốn biến nơi đây về thời kỳ đồ đá. Chỉ tính trong 7 tháng ném bom hạn chế (từ tháng 4 đến tháng 10-1968) chúng đã đánh vào Ngã Ba Đồng Lộc (mảnh đất 0,6 km2) 1.863 lần với gần 50.000 quả bom các loại (bình quân mỗi m2 phải hứng chịu 3 quả bom).

Và tại chiến trường đã có biết bao chiến công oanh liệt, với sự hy sinh anh dũng không tiếc máu xương của quân và dân Hà Tĩnh, trong đó có những tấm gương hy sinh của lực lượng thanh niên xung phong như: Tiểu đội trưởng công binh Lê Đăng Dương thuộc C557 đã xung phong đi rà phá bom từ trường tại Cầu Tối và đã chấp nhận hy sinh vào ngày 04-7-1968. Toàn bộ thi thể chỉ lưu nhặt được một mớ tóc, một đoạn xương cẳng chân không đầy 3kg, đồng chí là con của Bà mẹ Việt Nam anh hùng trong một gia đình có 3 người con liệt sỹ. Sau đó 20 ngày, không quân Mỹ đánh vào đội hình tiểu đội 4 đại đội 552 đang làm nhiệm vụ, làm 10 nữ thanh niên xung phong hy sinh ngay tại Ngã ba Đồng Lộc khi tuổi đời còn rất trẻ, mới mười tám đôi mươi. Và sự hy sinh của đồng chí Võ Triều Chung quê ở Thuần Thiện, Bí thư chi bộ C557 đã nhận về mình nhiệm vụ rà phá bom mìn tại cầu Tùng Cóc với câu nói đầy trách nhiệm và tình đồng chí tại cuộc hợp chi bộ trước giờ hy sinh “Tôi đã đi khảo sát kỹ rồi, đây là việc vô cùng khó khăn, nguy hiểm không thể chậm trể, các đồng chí để tôi đi nếu có mệnh hệ gì đã có người chống gậy, còn các đồng chí chưa ai lập gia đình, lỡ có chuyện gì thì thiệt thòi quá”. Và rồi đồng chí đã thanh thản đi ra ngầm Tùng Cóc rà phá bom nổ chậm và đã hy sinh vào chiều ngày 24-8-1968, đến nay đã 50 năm vẫn chưa tìm được thi thể, đồng chí đã được Chủ tịch nước truy tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân vào năm 2014.

Bên cạnh đó, trong cuộc kháng chiến chống Mỹ cứu nước, còn ghi dấu trận đánh có số lượng thương vong lớn nhất của thanh niên xung phong Hà Tĩnh đó là trận đánh của máy bay Mỹ vào đội hình thanh niên xung phong C555-N55-P18 trong chiều ngày 13-11-1972 cướp đi sinh mạng của 23 cán bộ, chiến sỹ thanh niên xung phong tại đồi Con Cỗng, xóm Trà Sơn, xã Phú Lộc. Năm 2010, Hội Cựu thanh niên xung phong đã vận động các tổ chức cá nhân xây dựng miếu thờ ngay tại vị trí các đồng đội hy sinh và đã được công nhận di tích văn hóa cấp tỉnh.

Sự hy sinh anh dũng của lực lượng thanh niên xung phong Hà Tĩnh cùng với sự cống hiến hy sinh to lớn của các lực lượng chiến đấu và phục vụ chiến đấu tại chiến trường Đồng Lộc đã làm nên một chiến thắng sáng ngời chủ nghĩa anh hùng cách mạng. Chiến thắng Đồng Lộc đã chứng minh tính đúng đắn của đường lối chiến tranh nhân dân, hội tụ được sức mạnh tổng hợp với lòng yêu nước nồng nàn, tinh thần dũng cảm hy sinh không tiếc máu xương và lý tưởng cách mạng không có gì quý hơn độc lập tự do, tất cả vì miền Nam ruột thịt để làm nên một Đồng Lộc huyền thoại, một địa danh lịch sử thanh niên xung phong Việt Nam, sáng ngời chủ nghĩa anh hùng cách mạng của thời đại Hồ Chí Minh. Và âm vang bài hát “Thanh niên xung phong” của cố nhạc sỹ Phan Huỳnh Điểu thêm một lần nữa làm sống dậy tinh thần ấy:

“Là thanh niên xung phong

Chúng ta hát vang bước lên đường

Cùng đi xây tương lai

Như muôn lớp sóng trào đại dương…”