Học tập và giảng dạy

Sau khi kết thúc chiến tranh, Hoàng Đan được chỉ định làm trưởng ban tác chiến sư đoàn 304. Đến năm 1955, ông được điều về Trường Trung cao Quân sự (sau này là học viện Quân sự). Hoàng Đan làm giáo viên tại đó đến năm 1959 thì chuyển sang làm trưởng phòng khoa học quân sự. Năm 1960 ông được Bộ cử đi học lớp Trung cấp tại Liên Xô, tức học viện quân sự Frunze cùng với 11 đồng chí khác. Trước khi đi, ông được phong quân hàm Trung tá. Năm đó ông 32 tuổi, lần đầu tiên ông được thụ phong quân hàm chính thức. Sau khi tốt nghiệp về nước được giao chức chủ nhiệm khoa Bộ binh hệ Giáo dục quân sự thuộc Học viện Quân chính.

Sư đoàn 304

Tháng 8 năm 1965, Hoàng Đan giữ chức Phó Tư lệnh Sư đoàn 304B, đơn vị dự bị của Sư đoàn 304. Tổng khởi nghĩa Mậu Thân năm 1968 diễn ra, ông cùng sư đoàn 304 tham gia Trận Khe Sanh. Qua trận chiến này, ông được thăng hàm Thượng tá năm 40 tuổi. Đến năm 1970 được bổ nhiệm làm Tư lệnh sư đoàn 304B. Cùng năm này, Hoàng Đan tham gia chỉ huy chiến đấu tại chiến dịch phản công Đường 9 - Nam Lào. Sau đó, trong lúc diễn ra trận đánh thành cổ Quảng Trị, sư đoàn 304 của ông phụ trách phối hợp bên cánh, gây thiệt hạ nặng cho các đơn vị địch.

Quân đoàn 2

Tháng 11 năm 1973, Hoàng Đan được tấn thăng quân hàm Đại tá năm 45 tuổi. Ông được bổ nhiệm làm Phó tư lệnh, tham mưu trưởng Quân đoàn 1 khi quân đoàn này được thành lập. Tư lệnh quân đoàn là Đại tướng Lê Trọng Tấn, vào thời điểm đó là Trung tướng, kiêm nhiệm Phó Tổng Tham mưu Trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam. Hai người sau này cùng công tác tại Học viện Quân sự cao cấp.

Tháng 6 năm 1974, Quân đoàn Trị Thiên, tức Quân đoàn 2, được thành lập. Quân đoàn được xây dựng dựa trên nền tảng của 3 Sư đoàn 304, 324, 325. Hoàng Đan điều chuyển công tác sang quân đoàn này. được bổ nhiệm làm phó tư lệnh quân đoàn.

Trận Thượng Đức

Thượng Đức là cứ điểm chiến lược của Việt Nam Cộng Hòa. Là cửa ngõ vào Đà Nẵng từ hướng Tây Nam, có thể coi nắm được cao điểm này là nắm được yết hầu của thành phố lớn thứ 2 Việt Nam Cộng Hòa. Sư đoàn 304, vào thời điểm này đã thuộc về biên chế Quân đoàn 2, được giao nhiệm vụ làm đơn vị chủ công cho chiến dịch chiếm đóng Thượng Đức dưới sự hỗ trợ của Quân khu 5. Tháng 6 năm 1974, Hoàng Đan đại diện Quân đoàn 2 vào giúp Sư đoàn 304 biên soạn kế hoạch tác chiến cho trận đánh, rồi ông quay trở lại ra Hà Nội.

Tuy nhiên, tháng 7 năm 1974, Trung đoàn 66, Sư đoàn 304 thất bại trong đợt tiến công đầu tiên vào cứ điểm Thượng Đức. Hàng loạt lý do dẫn tới thất bại này: khinh địch, sai sót trong quá trình chuẩn bị của công binh, hỏa lực thiếu tập trung...v.v... Đứng trước tình thế trên, dưới sự chỉ đạo Bộ Tổng tham mưu, mà Lê Trọng Tấn vào thời điểm đó là Phó Tổng Tham mưu Trưởng, Bộ Tư lệnh quân đoàn 2 nhanh chóng điều động, tăng cường Đại tá Hoàng Đan vào làm tư lệnh tiền phương chiến dịch. Sau khi nhanh chóng họp bàn, kiểm điểm các sai sót của cán bộ sư đoàn, ông chỉ huy đợt tiến công thứ 2 vào cứ điểm Thượng Đức. Địch nhanh chóng tan rã trước hỏa lực tập trung, mạnh mẽ của sư đoàn 304. Sau đó, ông trở lại miền Bắc, tiếp tục làm công tác xây dựng quân đoàn.

Không để Quân đội nhân dân Việt Nam uy hiếp Đà Nẵng, Quân lực Việt Nam Cộng Hòa điều động gấp sư đoàn bộ binh số 3 và sư đoàn dù, đơn vị dự bị chiến lược đặc biệt tinh nhuệ, ra tái chiếm Thượng Đức. Lực lượng này nhanh chóng chiếm được các cao điểm quan trọng của Thượng Đức, đẩy quân đội ta vào thế bị động trên chiến trường, uy hiếp mạnh mẽ thành quả có được thời gian trước đó. Hoàng Đan buộc phải lần thứ 3 vào Thượng Đức chỉ huy. Cùng vào với ông có thêm một Trung đoàn bộ binh (Sư đoàn 304 vốn chỉ có 2 Trung đoàn), các tiểu đoàn công binh, hỏa tiễn, đạn pháo...v.v... Sau 3 tháng hao tổn mà không hạ được cứ điểm, sư đoàn dù nhanh chóng rút khỏi Thượng Đức. Cùng với chiến thắng của Hoàng Cầm ở Phước Long ngay sau đó, Thượng Đức tạo nên tiền đề cho các chiến dịch góp phần thống nhất Việt Nam trong mùa xuân năm 1975.

Chiến dịch Hồ Chí Minh

Tháng 3 năm 1975, Đại tá Hoàng Đan và quân đoàn 2 tham gia Chiến dịch giải phóng Huế - Đà Nẵng dưới sự lãnh đạo của Trung tướng Lê Trọng Tấn. Hoàng Đan đại diện Quân đoàn 2 báo cáo cho Đại tướng Tổng Tư lệnh Võ Nguyên Giáp và bộ Tư lệnh Chiến dịch về kế hoạch tác chiến, vào ngày 28 tháng 2 trước đó. Đại tá Hoàng Đan đã được Đại tướng Võ Nguyên Giáp và Trung tướng Lê Trọng Tấn nhắc nhở phải lập sẵn kế hoạch táo bạo hơn nữa, đồng thời cũng phải chú ý đồng bộ với tốc độ hành quân của các mũi tấn công khác. Dự đoán của Đại tướng đã không sai, tốc độ hành quân thần tốc của quân đoàn 2 khiến các lực lượng Quân Lực Việt Nam Cộng Hòa bị choáng ngợp, lúng túng, dẫn tới rút lui thiếu tổ chức. Như việc chỉ một tiểu đoàn thiếu đơn vị tăng thiết giáp của quân đội ta có mặt ở phía sau Đèo Hải Vân đã khiến cả sư đoàn địch đóng ở đây rút chạy. Quân Lực Việt Nam Cộng Hòa không kịp rút khỏi Đà Nẵng, tổn thất mười vạn quân và một lượng lớn khí tài quân sự.

Theo đà thắng lợi, Đại tướng Võ Nguyên Giáp ký lệnh triển khai chiến dịch Hồ Chí Minh lịch sử. Quân đoàn 2 trong chiến dịch này trực thuộc Cánh quân phía Đông dưới sự chỉ đạo của Trung tướng Lê Trọng Tấn, tiến thẳng tới Sài Gòn. Chính Lữ đoàn xe tăng 203, Quân đoàn 2 đã tiến vào dinh Độc Lập đầu tiên.