Ngày 3 tháng 4 năm 1972, trận Đắk Tô - Tân Cảnh mở màn bằng cuộc tấn công của Sư đoàn 320 Quân Giải phóng với yểm trợ của pháo 122 mm và cối 120 mm vào dãy các căn cứ Charlie và Delta tại phía bắc Tân Cảnh do Lực lượng Dù phòng thủ. Cuộc tấn công diễn ra nhiều đợt, bị pháo binh, không quân, đặc biệt là các phi cơ AC-130 Spectre gắn súng máy bắn ngăn chặn suốt ngày đêm, phía Quân Giải phóng chỉ có pháo phòng không tấm thấp 12,7 và 14,5 mm. Sau đợt 1 không thành công họ phải dừng lại điều chỉnh chiến thuật và mở đợt tấn công mới vào ngày 14 tháng 4 năm 1972, Lữ đoàn trưởng Dù của quân VNCH bị trúng pháo tử trận, quân Dù bỏ dãy cao điểm này rút về Kontum. Ngày 20 tháng 4 do tình hình chiến sự tại mặt trận Quảng Trị, nên Bộ Tổng Tham mưu QLVNCH quyết định rút Lữ Dù 2 ra khỏi mặt trận này và được không vận ra Huế. Trung đoàn 53 Sư đoàn 23 và Liên Đoàn 6 Biệt Động Quân được đưa vào Kontum để thay thế.

Ngày 21 tháng 4 Quân Giải phóng tấn công vào các căn cứ vành đai của cụm cứ điểm Đắk Tô - Tân Cảnh - Võ Định do 2 trung đoàn cùng Bộ Tư lệnh của Sư đoàn 22 QLVNCH, tham chiến. Phía Quân Giải phóng có 1 tiểu đoàn T-54, hoả tiễn chống tăng AT-3 Sagger (Quân Giải phóng gọi là B-72) lần đầu tiên có mặt tại chiến trường (có cả tại Quảng Trị và trận An Lộc). Đến ngày 23 tháng 4 các trung đoàn chính quy của Quân Giải phóng đã chiếm được Đắk Tô và các căn cứ bên ngoài Tân Cảnh. Đúng 15 giờ ngày 23 tháng 4 năm 1972, pháo binh Quân Giải phóng nã đạn dồn dập vào căn cứ Tân Cảnh, cứ điểm mạnh nhất của QLVNCH. 1 giờ sáng 24 tháng 4 năm 1972 xe tăng T-54 xông thẳng qua thị trấn Tân Cảnh, lao lên mở cửa phía Đông căn cứ. 5 giờ 55 phút ngày 24 tháng 4 thị trấn Tân Cảnh thất thủ. Lúc này cuộc chiến đấu ở căn cứ E42 Tân Cảnh diễn ra dữ dội.

Ngay khi Tân Cảnh sắp bị tiêu diệt, Bộ Tư lệnh Quân Giải phóng mặt trận cánh Đông đã cho pháo binh bắn phá sân bay Phượng Hoàng. 8 giờ sáng 24 tháng 4 năm 1972, Trung đoàn 1 Sư đoàn 2 Quân Giải phóng đánh thẳng vào Sở Chỉ huy E47 ngay ở phi trường Phượng Hoàng, 4 xe tăng T-54 và một pháo tự hành cấp tốc rời căn cứ Tân Cảnh chi viện cho mũi tấn công tại căn cứ Đắk Tô 2.

Xe tăng của Quân Giải phóng đã tiêu diệt 10 xe tăng QLVNCH. Bộ đội dần dần làm chủ tình hình. 11 giờ trưa 24 tháng 4 năm 1972, Trung đoàn 66 Quân Giải phóng hoàn toàn làm chủ căn cứ Tân Cảnh. Theo Quân Giải phóng thì họ đã bắn rơi 8 máy bay, thu 9 xe tăng, 20 pháo 105 mm, gần 100 xe quân sự, hàng vạn quả pháo và toàn bộ phương tiện chiến tranh của QL, bắt 429 tù binh. Đại tá Lê Đức Đạt Sư đoàn trưởng Sư 22 tử trận, phần còn lại của sư đoàn rút vào rừng tìm đường về Kontum.

Sau khi chiếm được Tân Cảnh và các căn cứ khác dọc đường 14 bắc thị xã Kontum, phía Quân Giải phóng cũng bị thiệt hại đáng kể, nhiều xe tăng bị cháy, hậu cần thiếu, đặc biệt là đạn pháo nên 20 ngày sau mới tổ chức tấn công tiếp vào Kontum. Lúc đó phia quân VNCH cũng có nhiều thay đổi, 2 trung đoàn của Sư đoàn 23 được đưa lên thay thế Sư đoàn 22, Đại tá Lý Tòng Bá, Tư lệnh Sư đoàn 23 được cử làm Tư lệnh mặt trận Kontum, tướng Ngô Du tư lệnh Vùng II bị thay bằng tướng Nguyễn Văn Toàn. Do chậm chạp, Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam để lỡ thời cơ, giúp QLVNCH có thời gian củng cố