Đến giữa năm 1971 Lon Nol quyết định nối lại các cuộc tấn công chống lại lực lượng Cộng sản, lợi dụng tinh thần chiến đấu tăng cao trong quân đội Quốc gia Khmer sau chiến thắng đầu tiên của họ. Đối với các lực lượng vũ trang Campuchia tất cả mọi thứ đang bị đe dọa cũng như số quân dự phòng và thanh thế dành cho chiến dịch. Mục tiêu chính của FANK là mở lại tuyến quốc lộ 6.

Về phía Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam có: Đoàn BB 205, 201 (tương đương Trung đoàn); khi bước vào giai đoạn phản công chiến dịch thi Bộ tư lệnh Miền tăng cường Công trường 9 (F9) tham gia chiến dịch lấy phiên hiệu là Đoàn 205B để giữ bí mật. Trong chiến dịch này quân đội Mỹ chi viện Lon Nol một số phi vụ B52 đánh vào rừng cao su (hậu cứ Công trường 9), nhưng lúc đó căn cứ bỏ không. Chỉ có Tiểu đoàn 3 thuộc Đoàn 205 chuyển quân từ hướng Kompong Thom về dừng chân ở đó dính bom và hy sinh 1 chiến sĩ.

Ban đầu, Quân lực Quốc gia Khmer đạt được mục tiêu của họ khi các đơn vị của FANK đã tái chiếm Barai vào ngày 26 tháng 8 và Kompong Thmar ngày 1 tháng 9. Nhưng khi đội hình FANK tiến về phía lãnh thổ đối phương dọc theo quốc Lộ 6 thì bị phục kích mà không có một sự bảo vệ thích hợp từ bên sườn. Một trận chiến đấu diễn ra ác liệt khi nhóm Lữ đoàn 5 Quân lực Quốc gia Khmer tiến về phía Phnom Santuk trong khi họ tái chiếm thành công Tang Krasang vào ngày 20 tháng 9. Ngày 5 tháng 10, ba lữ đoàn FANK được điều đi đánh chiếm các khu vực xung quanh Phnom Santuk. Chiến sự ngày càng khốc liệt khi quân đội Quốc gia Khmer và Quân Giải phóng giáp chiến lá cà. Phnom Santuk cuối cùng đã được tái chiếm thành công, giai đoạn đầu tiên của chiến dịch Chenla II chính thức kết thúc vào ngày 25 tháng 10 mặc dù thành công quân sự thực sự không được đảm bảo.

Vào đêm ngày 26 tháng 10, vừa đúng giờ bước vào giai đoạn thứ hai của chiến dịch này, Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam đã phát động một cuộc tấn công vào các vị trí của Quân lực Quốc gia Khmer dọc theo quốc Lộ 6 từ các đồn điền cao su Chamkar Andong. Đồng thời, Tiểu đoàn 14 FANK tại Rumlong rơi vào tình trạng bao vây và cô lập. Trong những ngày sau, Tiểu đoàn 118, 211 và 377 Quân lực Quốc gia Khmer buộc phải rút lui khỏi Tang Kauk, trong khi Lữ đoàn bộ binh 61 kéo trở lại Treal do Tiểu đoàn 22 chiếm giữ.

Quân lực Quốc gia Khmer tiến hành phản công vào ngày 27 tháng 10 nhưng không thành công và hành lang dọc theo quốc Lộ 6 Campuchia bị quân đội Cộng sản nghiền nát trong những tuần lễ chiến đấu khó khăn. Các cánh quân của Sư đoàn 9 Quân Giải phóng đã phát động một cuộc tấn công cuối cùng đánh tan nát vài tiểu đoàn quân đối phương, khiến cho quân đội Campuchia phải từ bỏ vị trí chủ chốt vào ngày 1 tháng 12. Họ bỏ tuyến đường 6 chạy xa ra giữa cánh đồng gần Phum Ruột cách Đường 6 khoảng hơn 10 km; việc rút chạy có tổ chức. Khoảng 10h ngày 01/12/1971, quân Giải phóng truy kích gặp đội quân rút chạy này nhưng lực lượng ít nên tiêu diệt không nhiều; trên trời máy bay Lon Nol bay lượn nhưng không dám bỏ bom vì không xác định đâu là đối phương. Chiến dịch chấm dứt hai ngày sau đó.