Năm 1964, bị thua đau ở chiến trường miền Nam, đế quốc Mỹ dựng lên trò hề “Sự kiện vịnh Bắc Bộ”, lấy cớ đánh phá miền Bắc. Chúng đã tính toán, từ Hải Phòng, Hà Nội vào đến địa đầu đường mòn Hồ Chí Minh (Khe Hó, Quảng Trị) có 60 địa điểm có thể gây ra ùn tắc giao thông, trong đó cầu Hàm Rồng là điểm quan trọng bậc nhất. Nếu đánh phá được cầu Hàm Rồng, sẽ vô cùng khó bắc lại trong thời gian ngắn; sự tiếp tế, chi viện của Bắc Việt cho chiến tuyến miền Nam sẽ bị chặn đứng.
Với bộ óc chiến tranh, giới quân sự chóp bu Mỹ đã có kế hoạch kỹ lưỡng, chi tiết, có sự phê duyệt của Tổng thống, bằng mọi thủ đoạn tàn bạo nhất có thể hạ gục cầu Hàm Rồng trong chốc lát. Mục tiêu chính của cuộc không kích được giao cho Tập đoàn không quân chiến thuật số 2 - anh cả đỏ trong lực lượng không quân chiến thuật Mỹ. Tập đoàn này được trang bị chủ yếu là máy bay F105 - loại máy bay hiện đại, tối tân khi ấy, được mệnh danh là “Thần sấm”.

Lực lượng Hải quân cơ động bắn máy bay địch trên vùng trời Hàm Rồng, Thanh Hóa, trong cuộc quyết chiến ngày 3 - 4.4.1965. Ảnh tư liệu/TTXVN
Với sự chỉ đạo chặt chẽ của Trung ương Đảng, khắc sâu lời hiệu triệu của Bác Hồ kính yêu: “Tất cả chúng ta hãy đoàn kết triệu người như một. Quyết tâm đánh thắng giặc Mỹ xâm lược”, Hàm Rồng bước vào trận chiến quyết liệt. Thực hiện phương án tác chiến và phân công cho các đơn vị đảm nhiệm tầm cao, tầm trung, tầm thấp: pháo 57 ly bắn ở cự ly xa nhất, rồi đến pháo 37 ly, pháo 14,5 ly, súng máy, súng trường... tất cả sẵn sàng chiến đấu.
Ngày 3.4.1965, nhằm phân tán hỏa lực của ta, địch đánh phá các điểm phụ cận như Đò Lèn (Hà Trung), Cầu Quan (Nông Cống), Văn Trai (Tĩnh Gia)... Đầu buổi chiều, 16 máy bay phản lực Mỹ tới tấp trút bom, đạn xuống cầu Hàm Rồng... Khi chiếc F105 đầu tiên vừa bổ nhào thì lệnh “Bắn” phát ra từ sở chỉ huy lan truyền khắp trận địa, từ bờ Bắc sang bờ Nam, tiếng nổ vang dậy trời đất. Địa thế cầu bắt buộc lần lượt từng chiếc máy bay của địch phải bổ nhào, đó cũng là điều kiện thuận lợi để quân ta xử lý từng chiếc một...
Chưa bao giờ có cuộc giáp mặt khốc liệt với bầy quạ sắt đông đặc, nhiều đến thế! Đại đội 1 pháo 57 ly ở Đông Tác, Đại đội 4 trên đồi Không tên, Đại đội 5 ở Đình Hương chờ địch vào đúng cự ly mới bắn cấp tập. Đại đội 17 pháo cao xạ 37 ly ở Yên Vực bị bom giặc cày xới, đất cát hất tung vùi lấp, nhưng các pháo thủ vẫn kiên cường bám trụ chiến đấu...
Không thể để các đơn vị chiến đấu thiếu đạn, tổ dân quân làng Yên Vực đã dũng cảm thoăn thoắt vượt qua cầu tiếp đạn cho bộ đội dưới tàu. Cả làng Nam Ngạn cùng ra trận, mỗi người một việc phục vụ chiến đấu. Nhà chùa dành hẳn gian chính điện làm nơi cấp cứu thương binh... Trên đỉnh núi Ngọc, các chiến sĩ nhịn uống, lấy nước làm nguội nòng súng, tiếp tục chiến đấu...
Ngày đầu tiên, quân dân Hàm Rồng, Nam Ngạn đã bắn rơi 17 máy bay phản lực Mỹ; nhiều “Thần sấm” F105 lần đầu tiên xuất hiện trên bầu trời Thanh Hóa cũng bị bắn rụng. Sáng sớm hôm sau, ngày 4.4.1965, Mỹ huy động tầng tầng, lớp lớp máy bay hiện đại trút hàng nghìn tấn bom, đạn xuống Hàm Rồng và các điểm lân cận. Chưa bao giờ kẻ địch huy động lực lượng máy bay nhiều đến thế, gồm cả máy bay của binh chủng không quân và máy bay của binh chủng hải quân cùng lúc đánh phá...

Các bô lão dân quân phối hợp với bộ đội bắn máy Mỹ, làm nên chiến thắng Hàm Rồng năm 1965. Ảnh tư liệu/TTXVN
Tuy nhiên, với sự hiệp đồng tác chiến giữa bộ đội pháo cao xạ với không quân, hải quân, dân quân tự vệ đã tạo nên thế trận bủa vây lũ “giặc trời”. Đến 17 giờ ngày 4.4.1965, trận chiến đấu ác liệt kết thúc. Quân, dân Hàm Rồng, Nam Ngạn đã bắn rơi 30 máy bay Mỹ, một chiến công hiển hách, lẫy lừng...
Chỉ trong 2 ngày (3 - 4.4.1965), Mỹ đã huy động 174 lần tốp, 454 lượt chiếc máy bay ồ ạt trút cả nghìn tấn bom, đạn xuống khu vực xung quanh cầu; riêng mảnh đất nhỏ chưa đầy 1km2 Hàm Rồng, máy bay địch đã bổ nhào 85 lần, cắt bom phá 80 lần với 350 quả bom, bắn 149 quả đạn rốc két... Thế nhưng cầu Hàm Rồng vẫn hiên ngang đứng đó, trong khi 47 máy bay Mỹ hiện đại, tân tiến nhất đã tan xác. Đúng như bình luận của giới truyền thông Mỹ và phương Tây khi ấy, đây là “hai ngày đen tối của không lực Hoa Kỳ”. Còn với quân và dân ta, đó là 2 ngày xác lập kỷ lục cho trận chiến chưa từng có trong lịch sử tính đến thời điểm đó.
Ròng rã suốt 4 năm (1965 - 1969) bị đánh phá lai rai, liên miên nhưng cầu Hàm Rồng vẫn hiên ngang soi bóng trên dòng sông Mã anh hùng, đúng như nhà thơ Mã Giang Lân đã viết:
Đạn hai mươi ly bắn thủng xi măng
Bom tấn ép bẻ cong cột sắt
Tên lửa nổ thép già thành nước
Trụ cầu Hàm Rồng chỉ làm bằng cốt sắt xi măng...
Trụ cầu ung dung đứng đó
Bọn giặc lái bị bắt qua đây cúi đầu run sợ
Cứ thế suốt bốn năm
Trụ cầu Hàm Rồng chỉ làm bằng cốt sắt xi măng.
(Trụ cầu Hàm Rồng, 1969)
Năm tháng qua đi, nhưng hào khí chiến thắng Hàm Rồng mãi mãi trong ký ức của người dân xứ Thanh và Nhân dân cả nước.