Quảng Trị là tỉnh giới tuyến giữa miền Nam và miền Bắc và không ai nghĩ là sẽ có ngày bộ đội Bắc Việt vượt lằn ranh giới tuyến quy ước (sông Bến Hải-cầu Hiền Lương) để công khai tấn công miền Nam nên chính quyền Việt Nam Cộng hòa đã để Sư đoàn 3 Bộ binh phòng thủ miền giới tuyến này. Sư đoàn 3 Bộ binh (Tư lệnh là chuẩn tướng Vũ Văn Giai) là một sư đoàn tân lập (vào tháng 10 năm 1971) gồm 3 trung đoàn (2, 56 và 57). Trong 3 trung đoàn này, chỉ trung đoàn 2 là có nhiều kinh nghiệm chiến trường vì đã được tách ra từ Sư đoàn 1 Bộ binh và hai trung đoàn 56, 57 còn lại thì yếu kém về huấn luyện và kinh nghiệm tác chiến (có các thành phần gốc đào binh trong đơn vị). Chính vì vậy, tỉnh Quảng Trị được chính quyền VIệt Nam Cộng hòa tăng phái thêm 2 Lữ đoàn Thủy quân Lục chiến (147 và 258) để bảo vệ mặt phía Tây của tỉnh giáp với nước Lào.
Ngày 30 tháng 3 năm 1972 đúng 12 giờ trưa, 2 Sư đoàn 304 và 308 bộ đội Bắc Việt (khoảng 30.000 quân) với sự hỗ trợ của các trung đoàn xe tăng và pháo binh từ Vĩnh Linh, cùng với 150.000 cán binh Việt Cộng ở miền Nam đã vượt qua giới tuyến quy ước (cầu Hiền Lương-sông Bến Hải) để khởi sự trận chiến mà họ gọi là “Chiến dịch Nguyễn Huệ”. Thêm vào đó, từ phía Tây của tỉnh Quảng Trị, Sư đoàn 324B với xe tăng T 54, T 55, PT 76 hỗ trợ, theo đường 9 từ nước Lào vượt qua Khe Sanh, tiến vào thung lũng sông Thạch Hãn. Áp lực quá mạnh của các sư đoàn bộ đội Bắc Việt đã gây bất ngờ cho quân phòng thủ của Việt Nam Cộng hoà. Các trận pháo ác liệt của bộ đội Bắc Việt (gồm pháo tầm xa 122 ly, 130 ly, pháo phòng không 37 ly, 57 ly và đặc biệt hỏa tiễn chống chiến xa AT-3 Sagger cùng hỏa tiễn địa không tầm nhiệt SA-7 Strela) lại thêm thời tiết xấu, phải giảm thiểu sự yểm trợ của không quân Việt Nam Cộng hoà và Hoa Kỳ đã khiến cho 11 căn cứ hỏa lực của quân đội Việt Nam Cộng hoà thất thủ (căn cứ Bá Hô, Holcomb, Sarge, Fuller, 2, Khe Gió, Carrol, Mai Lộc, Ái Tử…).
Trước áp lực quá mạnh của bộ đội Bắc Việt và Việt Cộng trên địa bàn Quảng Trị, ngày 30 tháng 4, chuẩn tướng Vũ Văn Giai mở phiên họp với các đơn vị trưởng thuộc quyền để bàn kế hoạch lui binh và việc lui binh đang khởi sự thì tướng Tư lệnh Quân Đoàn 1 Hoàng Xuân Lãm lại ra chỉ thị tử thủ Quảng Trị. Lệnh và phản lệnh giữa quân đoàn và sư đoàn khiến các đơn vị trưởng đã bất tuân thượng lệnh và chính vì vậy mà hệ thống phòng thủ Quảng Trị đã bị gãy đổ, các đơn vị tự động rời bỏ vị trí đóng quân để rút lui về hướng Nam. Chuẩn tướng Vũ Văn Giai (cùng Bộ tư lệnh Sư đoàn 3 Bộ binh) được trực thăng vận từ thành cổ Đinh Công Tráng về Đà Nẵng (ngày 2 tháng 5). Thành cổ Đinh Công Tráng gần như bỏ ngỏ nên bộ đội Bắc Việt cùng Việt Cộng đã chiếm đoạt dễ dàng cứ địa này và sau đó là toàn bộ tỉnh Quảng Trị.
Mất tỉnh Quảng Trị vào tay bộ đội Bắc Việt, chính quyền Việt Nam Cộng hoà ngay sau đó đã thay thế 2 viên tướng Hoàng Xuân Lãm (Tư lệnh Quân đoàn 1) và Lê Nguyên Khang (Tư lệnh Sư đoàn Thủy Quân Lục Chiến) bằng tướng Ngô Quang Trưởng và tướng Bùi Thế Lân và tăng cường thêm lực lượng Lữ đoàn 2 Nhảy dù, Liên Đoàn 1 Biệt Động Quân rồi sau đó thêm Lữ đoàn 3 Nhảy dù và Trung đoàn 4 thuộc Sư đoàn 2 Bộ binh để phản công tái chiếm các vùng đất đã mất. Các kế hoạch phản công của quân đội Việt Nam Cộng hoà đã hình thành nhanh chóng, tái chiếm được một số căn cứ cũ như Bastogne, Checkmate và chợ Quảng Trị, Ty Y tế, Ngân Khố, Tòa Án… để sau cùng là đánh bật bộ đội Bắc Việt và Việt Cộng ra khỏi thành cổ Đinh Công Tráng ở Quảng Trị (ngày 16 tháng 9) sau 81 ngày họ cố thủ tại đây.
Tác giả Max Hastings cho biết: “Kết cuộc của những trận đánh lớn trong năm 1972 là chiến thắng về chiến thuật của Việt Nam Cộng hoà, với cái giá phải trả là 11.000 người lính tử trận, có lẽ có cả thảy 50.000 người lính bị thương. Phần lớn trong số 300 lính Mỹ tử trận trong năm 1972 là những người lính tử trận trong cuộc tấn công của Bắc Việt khởi đầu vào mùa xuân. Bắc Việt có khoảng 100.000 lính tử trận; họ mất phân nửa lực lượng thiết giáp – ít nhất là 250 xe tăng – và gần như toàn bộ vũ khí hạng nặng. 25.000 thường dân đã chết, thương vong ở cả hai phía cực lớn dù xét theo tiêu chí của Việt Nam” (Vietnam, an epic history of a tragic war, Max Hastings, tr. 550).
”Đại lộ kinh hoàng” là tên mà nhà báo Ngy Thanh, đặc phái viên của báo Sóng Thần vào thời điểm ấy, đặt cho đoạn đường chỉ dài đúng 5.274 mét (cầu Bến Đá ở vị trí 784.210, còn cầu Trường Phước, tức Cầu Dài 2, ở vị trí 778.936 mét tính từ Ải Nam Quan) ở quận Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị, nơi mà dân chúng cùng binh lính Việt Nam Cộng hòa rút chạy về hướng Nam trong những ngày cuối tháng 4 năm 1972 dưới làn đạn pháo của bộ đội Bắc Việt. Đoạn đường này nằm giữa các đụn cát trắng, không có nhà cửa, không có cây cao, chỉ có các lùm cỏ bụi nên dễ dàng nằm trong tầm ngắm của các tiền sát viên của bộ đội Bắc Việt khi gọi pháo 122 ly, 130 ly, cối 160 ly của họ từ hướng rừng Trường Sơn nã vào dòng người di tản. Ước tính có gần 2.000 người chết (chỉ thu gom được 1.841 xác người gần như còn nguyên vẹn) và hơn 500 xe cộ các loại của dân chúng và quân đội bị phá hủy trong trận pháo thảm sát trên đoạn đường này.
Tác giả Max Hastings kể: “300 thương binh Việt Nam Cộng hoà cuối cùng ở Quảng Trị được chở bằng đoàn xe đã bị mắc kẹt trên quốc lộ 1 giữa một đám đông người di tản và xe cộ bị hư hỏng. Phạm Viết Tú, một bác sĩ quân y của Thủy quân lục chiến, nói về số phận của các thường dân: “Có mấy trăm chiếc xe hơi, xe tải, xe đạp và xe gắn máy bị trúng đạn và pháo của quân đội Bắc Việt, nhiều chiếc còn đang cháy thành tro than. Các bộ xương người nằm dọc theo hai bên đường. Hình ảnh làm tôi thương cảm hơn hết là bộ xương một đứa trẻ khoảng 2 tuổi nằm trong một cái thau bằng nhôm, bên cạnh thau còn có đôi dép nhựa nhỏ xíu bên cạnh bộ xương của người mẹ” (Vietnam, an epic history of a tragic war, Max Hastings, tr. 537).