Ngày 07/5/1954 ta thắng Pháp tại Điện Biên Phủ, đặt dấu chấm hết cho số phận quân Pháp tại Việt nam và Đông Dương. Chiến thắng này đã dân tới sự bàng hoàng cho chính nước Pháp, đe dọa chủ nghĩa Thực dân mà Pháp đang áp đặt tại một loạt các nước thuộc địa ở Á, Phi và Mỹ La Tinh. Hội nghị Genève bàn về vấn đề Đông Dương sau đó một ngày đã buộc Pháp phải thực hiện việc rút quân hoàn toàn khỏi Việt Nam, Lào, Campuchia, công nhận độc lập, chủ quyền và toàn vẹn lãnh thổ tại nơi này.

Trong hồi ký "Đông Dương hấp hối", Navarre có viết "sự thất thủ của cứ điểm Điện Biên Phủ sẽ là một cú sốc về mặt tâm lý vừa khắc nghiệt, vừa gây ấn tượng rất mạnh", đã cho thấy tác động mạnh mẽ của nó tới tinh thần nước Pháp, và những người trực tiếp tham gia chiến đấu như thế nào nhưng vẫn ngụy biện và phân trần trước báo giới, rằng lực lượng đồn trú tại Điện Biên Phủ chỉ khoảng 5% của toàn bộ lực lượng quân đội Pháp tại Đông Dương, Việt Minh thiệt hại hơn nhiều; và Pháp đã đạt được mục đích cứu được nước Lào, giữ được vùng châu thổ.

Về phía quân ta, sau chiến thắng từ trung tuần tháng 5/1954, lực lượng vũ trang ta đã đẩy mạnh sức ép chung quanh đồng bằng Bắc Bộ. trung đoàn 95 thuộc Đại đoàn 325 làm lực lượng dự bị của Bộ ở Nghệ An, được điều gấp ra hà Nam; Trung đoàn 64 của 320 tiếp tục đứng chân ở Thái Bình; hai Trung đoàn khác của 320 là 48 và 52 vẫn hoạt động ở Nam Định và Hà Nam. Các đơn vị của ta liên tục tiêu diệt nhiều địch tại Phủ Lý, giải vây Triều Dương, giải phóng huyện Giao Thủy và nam Hưng Yên.

Các đơn vị tham gia chiến dịch Điện Biên Phủ cũng được lệnh hành quân về giải phóng đồng bằng Bắc bộ. Trung đoàn 102 và trung đoàn 36 của 308 tiến vào Bắc Ninh, Bảc Giang. Trung đoàn 9, Trung đoàn 57 của 304 xâm nhập địch hậu Nam Định, Ninh Bình, Sơn Tây và Hà Đông. Trung đoàn 66 của 304 phối thuộc với 325 vẫn tiếp tục hoạt động ở Trung Lào. Nổi lên những trận đánh: Ngày 03/6, ta phục kích ở Triều Dương (Nam Định) diệt và bắt sống 500 tên; cùng ngày, Trung đoàn 48 và 52 phối hợp đánh Đông Biên (Nam Định) tiêu diệt tiểu đoàn khinh quân ngụy 702 và bốn đại đội địa phương quân, diệt 170 tên, bắt sống 621 tên, thu toàn bộ vũ khí; Trung đoàn 9 bức rút nhiều đồn bốt ở địch hậu Nam Định, Ninh Bình, và bức hàng hai vị trí Chùa Cao, Phúc Nhạc; Trung đoàn 36 đánh vị trí công sự mới Cầu Lồ ở Bắc Giang.

Các cuộc thương thuyết được giữa hai bên được tiến hành để Việt Nam trả lại cho Pháp số thương binh nặng. Pháp đã cử đại tá bác sĩ Huard, Khoa trưởng Khoa Y trường Đại học Hà Nội, chỉ huy một nhóm công tác nhận lại số thương binh nặng và giải quyết những vấn đề có liên quan, cũng chính là người hơn 40 năm trước đã tới Thất Khê nhận thương binh sau chiến dịch Biên Giới. Bằng chính sách khoan hồng, Việt nam không chỉ trao trả mà còn chăm sóc, điều trị hàng trăm lính Pháp và Âu Phi.  Sau này, khi ký biên bản, bác sĩ Huard còn “bày tỏ lòng kính trọng đối với chính sách khoan hồng của Chủ tịch Hồ Chí Minh và cảm ơn Quân đội nhân dân Việt Nam, nhờ họ mà việc mang thương binh đi đã có thể diễn ra trong điều kiện tốt nhất và đặc biệt là nhân viên y tế về những sự chăm sóc dành cho các thương binh quân đội viễn chinh Pháp từ khi thất thủ Điện Biên Phủ đến khi họ ra đi”.

Bộ Chỉ huy Việt Minh cũng yêu cầu Pháp phải từ bỏ mọi hoạt động không quân nhắm vào những con đường mà bộ đội sử dụng để trở về vùng châu thổ; nhưng Pháp vẫn tiến hành những cuộc đánh bom. Mặc dù thường xuyên phải di chuyển vào ban đên hoặc những lúc thời tiết xấu, Pháp vẫn không thành công trong việc cắt đứt một cách có hiệu quả con đường thu quân của ta. 

Đầu tháng 6/1954, Pháp cử tổng chỉ huy thứ tám sang Đông Dương, là tướng Ely cùng với phụ tá đã quá am hiểu Việt Nam, Xalan. Nhiệm vụ chủ yếu của Ely là bảo vệ đội quân viễn chinh và giải quyết những vấn đề còn tồn đọng. An Khê, Tây Nguyên và phía Nam đồng bằng Bắc Bộ là những vị trí khá quan trọng với Pháp, theo lệnh Ely được lệnh rút quân, do gặp phải những cuộc tấn công mạnh mẽ của Việt Minh. Khoảng 1.200 người trong đó có viên quan năm và cơ quan chỉ huy cùng với 250 xe cơ giới và toàn bộ lực lượng pháo binh bị tiêu diệt trong cuộc hành binh rút quân này.

Từ cuối tháng 6/1954, Bộ tổng tham mưu chỉ thị cho các đơn vị hành động theo phương châm: "tích cực mạnh bạo, cơ động linh hoạt nhưng phải đảm bảo thắng lợi, tránh đánh ẩu, không ham ăn to, không ham đánh điểm... Phải có kế hoạch phòng không, phòng pháo, đánh cơ giới, đánh ca nô, tàu chiến địch". Ta đánh địch tại nhiều vị trí ở Thái Bình, Ninh Bình, nam Định, Phủ Lý, Sơn tây, Hưng Yên, Ninh Giang. Suốt tám năm kháng chiến, ta chưa giải phóng một thành phố, một thị xã ở đồng bằng. Chỉ trong vài ngày ta đã giải phóng một thành phố, ba thị xã và một số thị trấn. Một năm trước, ta chỉ mong duy trì và mở rộng một số căn cứ ở vùng nông thôn hậu địch đồng bằng. Bây giờ cả một vùng đồng bằng rộng lớn đã về tay ta.

Tại Hội nghị Genève, sau nhiểu ngày thương lượng đã thông qua tuyên bố chung về việc lập lại hòa bình ở Đông Dương gồm 13 điều:

1 Xác nhận những văn bản hiệp định về đình chỉ chiến sự ở Việt Nam, ở Lào, ở Campuchia và về tổ chức kiểm soát quốc tế.

2. Khẳng định sự hài lòng của các bên tham gia hội nghị về việc chấm dứt chiến sự ở các nước Đông Dương.

3. Xác nhận những lời tuyên bố của chính phủ Vương quốc Campuchia và của chính phủ Vương quốc Lào về tổng tuyển cử tự do sẽ được tổ chức trong năm 1955 ở hai nước này.

4. Cấm việc đem quân đội và nhân viên quân sự nước ngoài vào các nước Đông Dương.

5. Cấm việc đặt căn cứ quân sự nước ngoài ở Đông Dương, và việc các nước Đông Dương tham gia các liên minh quân sự với nước ngoài.

6. Quy định lấy vĩ tuyến 17 là giới tuyến quân sự tạm thời ở Việt Nam.

7. Khẳng định các bên tham gia hội nghị thừa nhận vễ nguyên tắc sự độc lập, thống nhất và toàn vẹn lãnh thổ của nước Việt Nam, việc hiệp thương giữa hai miền bắt đầu từ ngày 20 tháng 7 năm 1955 và việc tổng tuyển cử tiến hành vào tháng 7 năm 1956.

8. Cam kết tôn trọng quyền tự do lựa chọn nơi sinh sống của nhân dân trong mỗi nước.

9. Cam kết không có hành động trả thù đối với những người thuộc phía đối phương thời kỳ chiến tranh.

10. Quy định việc quân đội Pháp rút khỏi các nước Đông Dương.

11. Pháp cam kết tôn trọng độc lập, chủ quyền, thống nhất và toàn vẹn lãnh thổ của Việt Nam, Lào và Campuchia.

12. Quy định những nguyên tắc trong quan hệ giữa ba nước Việt Nam, Campuchia, Lào, tôn trọng chủ quyền, độc lập thống nhất, không can thiệp vào nội bộ của nhau.

13. Quy định những biện pháp cần thiết để bảo đảm việc tôn trọng hiệp nghị.

Lệnh ngừng bắn đã được thực hiện nghiêm chỉnh trên toàn bán đảo Đông Dương. Thi hành Hiệp định Genève, bộ đội ta ở nam vĩ tuyến 17, bộ đội tình nguyện của ta ở Campuchia và Lào lần lượt chuyển quân ra Bắc tập kết. Bộ đội Pathét Lào tập kết về hai tỉnh Sầm Nưa, Phông Xa Lỳ. Quân viễn chinh Pháp và lực lượng vũ trang của ngụy quyền cũng lần lượt tập kết về phía nam vĩ tuyến 17 với thời hạn cuối cùng là 300 ngày. Ngay sau đó Đại đoàn 308 cũng được lệnh về tiếp quản thủ đô từ tay quân Pháp. Quân Pháp lui dần qua cầu Long Biên chấm dứt sự có mặt gần một trăm năm ở thành Hoàng Diệu. Sáng ngày 10 tháng 10 năm 1954, Hà Nội đều sáng rực lên những lá cờ sao. Sau nhiều năm tạm bị chiếm, Thủ đô đã sống lại không khí ngày đầu Tổng khởi nghĩa. Tất cả mọi người dồn ra hai bên đường chờ đón giờ phút lịch sử, đoàn quân chiến thắng trở về.

"Cùng với Bạch Đăng, Chi Lăng, Đống Đa, dân tộc Việt Nam lại có thêm một cột mốc lịch sử mới: Điện Biên Phủ - cây cột mốc bằng vàng".