Năm 1951, mặc dù Bộ chỉ huy Pháp đã có trong tay nhiều phương tiện mới, quyền chủ động vẫn thuộc về phía kháng chiến Việt Nam. Ở miền Nam, chiến tranh du kích vẫn tiếp tục, cuộc đấu tranh chính trị ở Sài Gòn và nhiều thành phố khác được mở rộng thêm. Tuy nhiên, trận tuyến chính vẫn là ở miền Bắc.
Ngay từ tháng Giêng năm 1951, quân đội nhân dân mở cuộc tấn công vào trung du, ven rìa tây bắc của vùng châu thổ, nhổ gọn 10 đồn địch, tiêu diệt 3 tiểu đoàn cơ động đến tăng viện cho các đồn bị uy hiếp. Ngày 20 tháng 3, một đợt tấn công mới ở vùng Đông Triều, uy hiếp vùng than Hòn Gai và cảng Hải Phòng, rồi tháng 5, những cuộc tấn công vào phía nam châu thổ đánh vào thị xã Ninh Bình. Mỗi lần bị tấn công như vậy, Bộ chỉ huy Pháp buộc phải nhanh chóng tăng viện cho nơi bị đánh. De Lattre đã tập trung các lực lượng tinh nhuệ của mình để thành lập những đơn vị cơ động, nhưng ông ta vẫn luôn luôn ở vào thế phòng ngự.
Cuối tháng 5 năm 1951, Quốc hội Pháp họp tranh luận về chính sách cần tiếp tục ở Đông Dương. Bộ chỉ huy Pháp đang tiến hành cuộc chiến tranh nhằm chiếm lại đất đai, không thể tự giam mình vĩnh viễn ở giữa những vành đai phòng thủ của vùng châu thổ, ngồi đợi quân kháng chiến Việt Nam tấn công hết lần này đến lần khác. Bằng bất cứ giá nào chúng cũng phải ra khỏi cái thế bị động này.
Ngày 14 tháng 10 năm 1951, De Lattre tung ba tiểu đoàn dù, 15 tiểu đoàn bộ binh, với 7 đội pháo, 2 đoàn thiết giáp, đánh vào Hòa Bình - tỉnh lỵ của xứ Mường bên sông Đà cách Hà Nội 75 km. Một chiến dịch tuyên truyền ầm ĩ đã được phối hợp quanh trận đánh chiếm Hòa Bình là nơi lực lượng kháng chiến không có ý định cố thủ. Quân Pháp bắt tay ngay vào việc xây dựng xung quanh Hòa Bình một tập đoàn công sự phòng vệ do nhưng đơn vị tinh nhuệ bảo vệ.
Bộ chỉ huy Việt Nam nhận định rằng cuộc tấn công của De Lattre vào Hòa Bình tạo cho mình một cơ hội kép - một mặt là dịp tấn công và tiêu diệt một bộ phận lực lượng tinh nhuệ của địch đã bị điều ra khỏi vùng châu thổ, mặt khác là cơ hội tăng cường hoạt động du kích ngay trong vùng châu thổ đã giảm đi một bộ phận quân đội địch. Ba sư đoàn chính quy có trọng pháo đi kèm hành quân hướng về Hòa Bình, trong khi hai sư đoàn khác luồn sâu vào trong vùng châu thổ. Thế là một trận đánh hai mũi giáp công đã nổ ra - trên mặt trận Hòa Bình và trong vùng châu thổ.
Ngày 10 tháng 12, trận tấn công Hòa Bình mở màn, các vị trí của Pháp trên sông Đà đều bị tiêu diệt; việc tiếp tế bằng đường sông của các lực lượng Pháp đồn trú ở Hòa Bình bị cắt đứt. Từ đấy, các đoàn xe tiếp tế của Pháp chạy trên đường số 6, làm mồi cho những trận phục kích đẫm máu. Các lực lượng Pháp cố thủ theo kiểu "con nhím'', hình thành một tập đoàn cứ điểm. Các lực lượng Việt Nam lần lượt nhổ từng cái một, rồi cả một loạt cứ điểm, pháo kích sân bay, quấy rối kẻ thù bằng những phát súng bắn tỉa. Đây là lần đầu tiên họ đánh một trận theo kiểu như thế. Mỗi ngày quân Pháp phải huy động đến 12 tiểu đoàn bộ binh và xe bọc thép để hộ tống các đoàn xe tiếp tế chạy trên quốc lộ số 6. Trong lúc đó, các lực lượng nhân dân tăng cường hoạt động ở phía sau lưng địch, gây cho chúng những tổn thất còn nặng nề hơn cả ở Hòa Bình. Trong đêm 23 tháng 3, quân Pháp rút khỏi Hòa Bình và đợt rút quân này đã phải trả giá với 6 đại đội và hàng chục xe bị tiêu diệt. Từ ngày 14 tháng 10 năm 1951 đến ngày 23 tháng 3 năm 1952, đội quân viễn chinh Pháp mất 22.000 tên bị giết, trong đó 6.000 tên chết ở Hòa Bình. De Lattre đã ốm chết trước khi nhìn thấy sự nghiệp của ông ta rút cục chỉ là con số không.
Sau thất bại Hòa Bình, đội quân viễn chinh Pháp bị dồn vào thế thủ ở khắp nơi. Chiến tranh du kích được đẩy mạnh, ở Bắc cũng như ở Nam, trong khi cứ đến mùa khô, các lực lượng Việt Nam lại mở những cuộc tấn công lớn, từng bước giải phóng nhiều vùng quan trọng. Tháng 10 năm 1952, họ giải phóng các vùng thung lũng sông Đà, sông Mã, một diện tích khoảng 28.000km2 với 250.000 dân, chủ yếu là người Thái. Những chiến dịch đó sử dụng nhiều đơn vị quân chính quy lớn, đồng thời một đội ngũ dân công rất lớn gồm hàng ngàn, có khi hàng chục ngàn người, đi tiếp tế lương thực và đạn dược cho những đơn vị đang chiến đấu ở xa căn cứ của họ.
Trong giai đoạn đầu của chiến tranh, nhân dân và các lực lượng vũ trang Việt Nam đã phá hoại đường sá, cầu cống để ngăn bước tiến của quân Pháp; nay họ lại phải làm lại hàng trăm cây số đường để có thể mở những cuộc tiến công ngày càng lớn.
Đầu năm 1953, phối hợp với các lực lượng Pha-thét Lào, các lực lượng vũ trang Việt Nam giải phóng thị xã Sầm Nưa, vùng Thượng Lào, giải phóng một vùng đất rộng 40.000 km2 với 300.000 dân. Đã đến lúc Pháp và Mỹ phải toan tính một cố gắng mới hòng cứu vãn tình thế.
