Tháng 1-1948, trong đợt phong quân hàm cấp tướng đầu tiên của Quân đội, đồng chí Hoàng Văn Thái được phong Thiếu tướng. Trong chiến cuộc Đông Xuân 1953 - 1954, Thiếu tướng Văn Tiến Dũng, Đại đoàn trưởng kiêm Chính ủy Đại đoàn 320, được triệu về Việt Bắc giữ chức vụ Tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam. Thiếu tướng Hoàng Văn Thái được phân công nhiệm vụ lên Điện Biên thực hiện vai trò Tham mưu trưởng trong chiến dịch quan trọng mang mật danh Trần Đình.

Tại Điện Biên Phủ, ông đã phối hợp tốt với cố vấn Trung Quốc, cùng đưa ra và thực hiện những quyết sách quan trọng của Bộ chỉ huy Chiến dịch và Đại tướng Võ Nguyên Giáp từ việc chuyển phương châm tác chiến, cho đến công tác chuẩn bị, hậu cần, từng trận đánh. Ông là Tham mưu trưởng đắc lực bên cạnh Đại tướng Võ Nguyên Giáp với tài năng và sự cống hiến của mình. Sau này ông tiếp tục tham gia Chiến dịch Hồ Chí Minh, đến năm 1980 được phong quân hàm Đại tướng.

Đại tướng Hoàng Văn Thái – Tham mưu trưởng Chiến dịch Điện Biên Phủ

 Đại tướng Hoàng Văn Thái, Tham mưu trưởng Chiến dịch Điện Biên Phủ. Ảnh tư liệu

Trong Chiến dịch lịch sử Điện Biên Phủ, với vai trò Tham mưu trưởng Chiến dịch, ngày 26-11-1953, ông dẫn đầu đoàn cán bộ của Bộ tư lệnh tiền phương lên đường đi Tây Bắc nghiên cứu thực địa.

Ngày 30-11, đoàn đến Nà Sản, ông chủ trương cho đoàn dừng lại một ngày để nghiên cứu tập đoàn cứ điểm mà người Pháp vừa rút bỏ vào tháng 8 dù trận công kích của Quân đội nhân dân Việt Nam đã không đạt mục đích. Chính những nghiên cứu thực địa ban đầu này đã giúp chuẩn bị kinh nghiệm rất nhiều cho trận đánh sau này. Ngày 6-12, đoàn đến Chỉ huy sở đầu tiên tại hang Thẩm Púa và bắt tay vào việc nghiên cứu đề ra cách đánh. Sáng 12-1-1954, đoàn Bộ tư lệnh Chiến dịch của Đại tướng Võ Nguyên Giáp cũng đến nơi.

Như hầu hết các chỉ huy Việt Nam và cố vấn Trung Quốc khi đó, Tham mưu trưởng Hoàng Văn Thái cũng ủng hộ phương châm “đánh nhanh, thắng nhanh”, dù ông đã băn khoăn: “Làm thế nào để đưa pháo vào trận địa khi ta chủ trương đánh sớm, đánh nhanh mà chưa kịp làm đường cho xe kéo pháo? Làm thế nào để hạn chế tác dụng của máy bay, pháo binh, giảm bớt thương vong khi ta đánh liên tục cả ban ngày?”. Tuy nhiên, là một người lính, ông đã ra lệnh cho các đơn vị rút về vị trí tập kết theo đúng chỉ thị của Tổng tư lệnh, một quyết định mà lịch sử chứng minh sự đúng đắn của nó khi tạo nên một chiến thắng chấn động thế giới.

Sau này, ông đã viết về thời khắc lịch sử này: “Nắm vững chức năng, nhiệm vụ, kiên quyết phát huy tinh thần cách mạng tiến công trong những điều kiện khó khăn, phức tạp và khẩn trương nhất, luôn luôn vì thắng lợi của toàn quân mà ra sức vươn lên trong thực tế chiến đấu và xây dựng, đáp ứng yêu cầu chỉ đạo chỉ huy của trên... đó là những yếu tố chủ quan quyết định thành công của Bộ Tổng Tham mưu trong chiến cuộc Đông Xuân 1953 - 1954 và nói riêng trong Chiến dịch lịch sử Điện Biên Phủ”...

Ngày 10-4-1958, ông là Tổng tham mưu phó Quân đội nhân dân Việt Nam kiêm Chủ nhiệm Tổng cục Quân huấn theo sắc lệnh số 61/SL ngày 10-4 của Chủ tịch nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa. Năm 1960, ông là Chủ nhiệm Tổng cục Quân huấn kiêm Chủ nhiệm Ủy ban Thể dục thể thao Nhà nước. Từ năm 1961 đến năm 1963, ông đi học ở Học viện quân sự cấp cao Bắc Kinh, Trung Quốc.

Trong kháng chiến chống Mỹ, ông Nam tiến ngay những ngày đầu tiên quân Mỹ thực hiện Chiến tranh cục bộ. Năm 1966, ông là Tư lệnh kiêm Chính ủy Liên khu 5. Từ năm 1967 đến năm 1973, ông là Tư lệnh Quân Giải phóng miền Nam, Phó bí thư Trung ương cục và Phó bí thư Quân ủy Quân Giải phóng miền Nam. Đây là thời kỳ cuộc kháng chiến chống Mỹ diễn ra ác liệt nhất, ông đã chỉ đạo chỉ huy nhiều chiến dịch lớn ở chiến trường miền Nam.

Trong Chiến dịch Hồ Chí Minh lịch sử, giữ trách nhiệm Phó chủ tịch thứ nhất Hội đồng chi viện, Hoàng Văn Thái đã tập trung chỉ đạo chi viện kịp thời cho các chiến trường, góp phần quan trọng đưa cuộc tiến công và nổi dậy đến toàn thắng.

Từ năm 1974 đến năm 1986, ông là Thứ trưởng Bộ Quốc phòng kiêm Phó tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam.

Đại tướng Hoàng Văn Thái là một vị tướng hiền hậu, giản dị và hết mực khiêm tốn, được cán bộ và chiến sĩ ta rất yêu quý. Cũng chính Hoàng Văn Thái là người nghĩ ra cách ký hiệu các cấp của các đơn vị Quân đội bằng các chữ cái để cho dễ gọi hơn, Việt hơn và đặc biệt thể hiện sự độc lập đối với những quy định do người Pháp để lại.

Đại tướng Hoàng Văn Thái không chỉ đơn thuần làm công tác chỉ huy và tham mưu, ông còn tham gia viết và biên tập nhiều tác phẩm, tài liệu tổng kết, nghiên cứu về lịch sử và học thuyết quân sự Việt Nam.

Đại tướng Hoàng Văn Thái qua đời ngày 2-7-1986, thọ 71 tuổi.