1954年3月17日中午，心急火燎的科尼不顧天氣惡劣，坐飛機親臨奠邊府上空。這時，在科尼眼底出現的法軍陣地已是千瘡百孔，而且被越軍切去了北部一端。科尼在奠邊府上空盤旋了半個來小時，幾番鼓起勇氣想在機場降落，直接指揮戰鬥，因跑道被毀和越軍炮火的威脅而終於作罷。
科尼飛回河內，命令想盡一切辦法幫助奠邊府修復機場，運走傷員。科尼的心情壞極了，幾次向下屬吐露，他想跳傘進入奠邊府，直接指揮戰鬥。
參謀們極力勸阻，對科尼說，你在河內擔負更加重大的責任。退一步說，要是你跳進奠邊府最後被俘，那不是向武元甲送上的厚禮嗎？參謀部認為，現在最重要的是保障奠邊府的糧彈供應，儘快撤出傷員。
以後的幾天，法軍運輸機果然冒著越軍猛烈炮火，克服惡劣的機場跑道困難，多次著陸成功，至3月28日共接走了223名傷員。其中，直升機大顯身手，運走101名傷員，緩解了奠邊府野戰醫院的窘迫。
但是科尼手裡並沒有解救奠邊府危局的錦囊妙計，除了命令保障奠邊府守軍的後勤供應外，他唯一的辦法就是要空軍在奠邊府上空連續作戰，摧毀越軍的炮兵陣地。
於是，奠邊府戰役便成了越軍高射炮兵大顯身手的開端。
早在2月11日，法軍飛行偵察員就從地面痕迹上發現，越軍已經把37毫米高射炮運到了奠邊府附近。這個報告本應引起德卡斯特里的高度重視，但是，由於越軍的地面戰壕不斷迫近法軍前沿陣地，吸引了守軍的注意，法軍未能通過步兵的努力準確探明越軍的高射炮陣地。
3月10日至13日，法軍偵察機不斷飛臨奠邊府上空尋找越軍的炮兵陣地，居然一個也沒有找准，而且連一個高射炮陣地也沒有發現。
其實，一個高射炮營的12門火炮就藏在奠邊府外圍的群山之中，由越軍第一個高射炮團團長阮光璧親自指揮，史國強擔任他的主要顧問。該高射炮營共有三位中國顧問，他們是排長馬德貞、袁汝世和郭墨林（他長得很黑，綽號叫「郭黑子」），這三人和史國強一樣，都來自朝鮮戰場同一個高射炮營。
3月13日那天下午，大戰即開，空氣緊張得快要凝固了。由於一周前紅河三角洲兩個空軍基地遭受慘重打擊，能飛到奠邊府來的法軍作戰飛機一下子少多了，但科尼還是命令轟炸機儘可能地往奠邊府飛，尋找越軍的炮兵陣地。
16時50分，戰鬥打響前十分鐘，最後一批法國空軍的轟炸機飛來了，史國強擔心法軍發現越軍的榴彈炮陣地，對阮光璧說：「打吧，再不打榴彈炮就要開火了。」
阮光璧示意史國強向上級請示。
史國強立即要通了原野的電話。原野對史國強說：「你等一下，我請示一下黎鐵雄司令員。」
原野很快就向黎鐵雄請示，然後向史國強下令，如果有法國飛機，就和榴彈炮一起打。
原野話音一落，時間也就到了。史國強告訴阮光璧：「可以打了，阮團長。」
幾乎與榴彈炮轟響同時，越軍高射炮開火了。滯留在奠邊府上空的法軍零星飛機嚇了一跳，哪裡顧得上尋找越軍的地面炮兵，嗖的一下躥上高空，消失在厚厚的雲層里。開戰當天，越軍高射炮兵沒有擊落敵機。
第二天下午，法軍十多架轟炸機不顧一切地穿雲破霧，來到奠邊府上空。越軍防空兵三個營一起開火。這下，越軍的兩門高射炮陣地暴露了，法軍飛機連連俯衝，投擲炸彈。但是法軍飛行員技藝欠佳，投彈都沒有炸准，自己的一架B-24卻被擊中，在空中起火，一頭栽了下來。
對空作戰就這樣打開了，在13～15日的戰鬥中，越軍對空射擊部隊一共擊落和重創了法軍12架作戰飛機。
在戰鬥中，越軍高射炮陣地不斷移動。為了打擊越軍的高射炮，法軍每天出動75～80架次的轟炸機和戰鬥機尋殲越軍的高射炮兵，其中有六架偵察機專門用來尋找越軍的高射炮陣地。從3月24日起，由於得到了美軍的供應和幫助，法軍向奠邊府外圍的越軍陣地投擲了凝固汽油彈。
這是一場生與死的較量。法軍一旦認準越軍高射炮陣地，往往集中12～14架飛機實施「飽和轟炸」。但越軍的高射炮始終在射擊，法軍漸漸失去了制空權。
韋國清關注著對空作戰，3月18日他向中共中央軍委報告：「敵機在奠邊府外圍越軍陣地施行報復，我略有傷亡。我高炮部隊擊落敵機五架，擊毀藏於地下室拖出逃跑的敵偵察機三架。我高炮被敵榴彈炮擊中兩門。」
開戰五六天以後，奠邊府上空雲層漸稀，為了保障奠邊府守軍的糧食和彈藥供給，法軍運輸機不得不冒著越軍的猛烈炮火在奠邊府機場強行著陸。為此，法國空軍付出了慘重代價。
3月26日傍晚，一架飛臨奠邊府上空的達科塔式運輸機被越軍高射炮擊中墜地，機長當場喪生，機組人員卻奇蹟般地被衝出陣地的法軍救了出來。
3月27日早晨7時，法軍飛行員伯格林上尉駕駛達科塔運輸機在奠邊府降落，載運走了滿滿一艙的傷員。伯格林把傷員運到河內機場後，再次升空朝奠邊府飛來，打算在午前執行第二次任務。但是這回，越軍的高射炮射手沒有放過他，於上午10時許在奠邊府東部山頭上空將伯格林的飛機擊落，整個機組喪生。
當天傍晚，又一架法軍運輸機在奠邊府盆地西南被擊落。飛機墜毀後部分機組人員逃了出來，越過法軍設置的鐵絲網和雷場奔向機場，結果，他們全都倒在奠邊府開闊地上，再也沒有起來。
倒是再晚些時候，法國空軍上尉布熱沃駕駛他的C-47運輸機穿過越軍高射炮編織的彈幕成功著陸，接著又在一陣迫擊炮彈的飛濺中起飛，運走了19名傷員。傷員們為了登上這架飛機，已經在緊挨機場的一條排水溝里望眼欲穿地等了好久，他們哪裡會想到，這是在整個奠邊府戰役過程中，最後一架從機場平安起飛的飛機。
鑒於法軍飛機在奠邊府低空投送物資和著陸運送傷員損失驚人，法軍越北地區運輸機群總指揮尼科上校向奠邊府守軍司令德卡斯特里拍發了一份使後者心寒的電報：「我們已經不能繼續忍受如此沉重的運輸機組的損失。我們的飛行員已經精疲力竭，並不斷承受巨大的心理創傷……為此，應該立即停止低空空投。我將在今晚發布此令。」
至於是不是停止空運傷員，尼科沒有說，他也不敢這麼說。
從第二天起，法軍在奠邊府上空的空投高度從大約800米（2500英尺）提高到了大約2000米（6500英尺）。即使在這個高度，法軍照樣受到越軍高射炮的嚴重威脅。
越軍高射炮兵的英勇善戰，給中國顧問留下了深刻的印象。1993年9月，史國強回憶說：「在奠邊府，越軍高射炮是第一次對空作戰，他們打得非常好，成功地保護了地面炮兵，使地面炮兵免受法軍航空兵的攻擊，這對於越軍在奠邊府戰役中取勝是至關重要的。這也從另一方面說明，中國高射炮官兵對越軍高射炮部隊的訓練是成功的。中國高射炮顧問在奠邊府戰役中沒有跳上炮位直接作戰，我們主要是在指揮所里協助指揮，解決一些在作戰中越軍提出的問題，出出主意。這也正是我們的任務。」
奠邊府法軍在運送傷員
佔領奠邊府外圍三個重要高地後，越軍攻勢暫緩，一方面要撤下傷亡較大的團，補充兵員，另一方面根據預定計畫，特別是根據中國顧問的建議，開始大規模的土工作業，以塹壕戰方式向法軍陣地步步逼近。
初戰得手，武元甲信心甚高。越軍傷亡比預計的要少，更何況指揮部還沒有動用手裡最精銳的第102團和第209團。下一階段，越軍的攻擊目標是奠邊府東邊的五個山頭和機場北部的幾個小高地。
協助越軍總軍委作戰局工作的中國顧問抓緊時間總結經驗，寫出《二次戰鬥（即興蘭高地和獨立高地戰鬥）若干戰鬥經驗介紹》。這份文件根據俘虜口供和實地觀察，詳盡指出了奠邊府法軍的防禦特點，並且認為：「經過這兩次戰鬥，我們可清楚地看到敵人的兵力比較集中，火力較強，防禦設施複雜，有炮兵的掩護，但是工事不夠堅固，部署機械、呆板，過分依賴炮兵。所以當被我炮火壓制、敵炮不能有效地進行掩護時，敵軍士氣大減，在我軍英勇的進攻下遭受失敗。」
初戰之後，韋國清、梅嘉生聽取了師顧問於步血、董仁、徐成功和茹夫一的彙報。茹夫一、徐成功等有過朝鮮戰爭經驗的軍官對塹壕戰的主張尤其堅決，武元甲、黃文泰同意中國顧問的看法。
越、中雙方將領意見一致，下令越軍戰士冒著炮火挖掘S形的塹壕向敵軍陣地逼近。這種塹壕有效地解決了防禦法軍凝固汽油彈的問題，可以在敵軍炮火下運動兵力。