Là địa bàn có vị trí chiến lược quan trọng, trong chiến tranh phá hoại miền Bắc, đế quốc Mỹ tập trung đánh phá địa bàn Thái Nguyên rất ác liệt. Trong hoàn cảnh ấy, quân và dân Thái Nguyên vừa chiến đấu, phục vụ chiến đấu, góp phần cùng quân dân cả nước đánh bại cuộc chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ.
Giữa tháng 10-1965, đế quốc Mỹ đánh phá ác liệt các tuyến giao thông phía Bắc và Đông Bắc Thủ đô Hà Nội. Từ 9 giờ 55 phút, đến 10 giờ 30 phút ngày 17/10/1965, Mỹ huy động 29 lần/chiếc máy bay, ném 116 quả bom phá xuống khu vực cầu Gia Bẩy và bắn nhiều loạt đạn rốc-két, tên lửa xuống trận địa pháo cao xạ của Trung đoàn Phòng không 210 ở xóm Xuân Quang (xã Gia Sàng), mở đầu cuộc chiến tranh phá hoại bằng không quân của chúng vào địa bàn Thái Nguyên.
Bom Mỹ đã làm hỏng cầu Gia Bẩy, giao thông qua cầu bị ngưng trệ; 80 người chết, 67 người bị thương. Lần đầu tiên trực tiếp đối mặt với máy bay và bom đạn hiện đại của đế quốc Mỹ, quân và dân Thái Nguyên đã chiến đấu kiên cường.
Trên trận địa phòng không đồi Két Nước (giáp đầu cầu Gia Bẩy phía Quốc lộ 3), 32 cán bộ, chiến sĩ Đại đội tự vệ khu phố Hoàng Văn Thụ làm nhiệm vụ trực chiến phòng không đã tỏ rõ khí phách anh hùng, bất khuất. Máy bay Mỹ ném bom vào trận địa làm nhiều cán bộ, chiến sĩ trong Khẩu đội súng máy thượng liên hy sinh. Không nao núng, các cán bộ, chiến sĩ còn lại tiếp tục nhằm thẳng máy bay địch nổ súng, đẩy chúng lên cao và bay vòng ra xa mục tiêu cầu Gia Bẩy, tạo điều kiện cho Trung đoàn Pháo cao xạ 210 bảo vệ Thái Nguyên bắn một máy bay Mỹ rơi ở Lạng Sơn.
Chiều 29/4/1966, máy bay Mỹ đánh phá ác liệt ga Lưu Xá, ga Lập Tầu, Nhà máy điện Cao Ngạn (T.P Thái Nguyên) và xã Quyết Thắng (Đồng Hỷ). Đại đội 101 - Trung đoàn 210, từ trận địa đồi Tiến Lập (xã Quyết Thắng, huyện Đồng Hỷ, nay là phường Tân Lập, T.P Thái Nguyên), đã tập trung bắn vào đội hình máy bay địch bổ nhào ném bom. Một chiếc máy bay phản lực F105 của giặc Mỹ đã bị trúng đạn bùng cháy, rơi xuống cánh đồng làng Chùa, xã Tức Tranh (Phú Lương). Đây là chiếc máy bay Mỹ thứ 1.000 bị quân và dân miền Bắc bắn rơi. Tháng 7-1966, máy bay Mỹ hoạt động trinh sát và đánh phá Thái Nguyên 60 trận, liên tục trong 13 ngày tại các huyện Phổ Yên, Phú Bình, Đồng Hỷ, Phú Lương, Võ Nhai, Đại Từ và T.P Thái Nguyên.
Quân và dân Thái Nguyên chiến đấu rất kiên cường và dũng cảm. 12 giờ 15 phút ngày 1/8/1966, từ trận địa trực chiến trên Đồi 100 (xã Hà Thượng, huyện Đại Từ), 6 cán bộ, chiến sĩ Trung đội dân quân xã Hà Thượng đã đồng loạt nổ 18 viên đạn súng máy, súng trường, bắn một máy bay trinh sát RF4C của giặc Mỹ rơi xuống xã Đồng Thịnh (Định Hoá).
Trong hơn 2 năm, 5 tháng đánh phá Thái Nguyên (kể từ trận đầu tiên đánh cầu Gia Bẩy ngày 17/10/1965, đến trận cuối cùng đánh Mỏ đá Núi Hột, xã Linh Sơn, huyện Đồng Hỷ ngày 29/3/1968), đế quốc Mỹ đã huy động khoảng 3.700 lần/chiếc máy bay các loại vào hoạt động trinh sát và đánh phá, ném 9.828 quả bom phá, 164 quả bom hơi, 918 quả bom bi mẹ; bắn 335 tên lửa xuống các mục tiêu giao thông, quân sự, kinh tế, dân cư, trường học, bệnh viện trên địa bàn Thái Nguyên, làm thương vong 2.177 người,... Trong bom, đạn ác liệt, quân và dân Thái Nguyên đã kiên cường, anh dũng chiến đấu và phục vụ chiến đấu, góp phần bắn rơi 38 máy bay Mỹ, tiêu diệt và bắt sống nhiều tên giặc lái Mỹ.
Sau khi đế quốc Mỹ thả thuỷ lôi và bom từ trường phong toả các bến cảng, cửa sông ở 10 tỉnh, thành phố trên miền Bắc (5/1972), việc tiếp nhận và trung chuyên hàng hoá, vũ khí, phương tiện chiến hanh do các nước xã hội chủ nghĩa anh em viện trợ cho cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước của nhân dân ta theo đường biển bị ngưng trệ. Tháng 6/1972, Trung ương giao cho Thái Nguyên nhiệm vụ tiếp nhận hàng hóa, vũ khí từ các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn và Hà Bắc chuyển về theo Quốc lộ 3, Quốc lộ 1B và đường sắt Kép - Lưu Xá, để vừa dự trữ, vừa tiếp chuyển cho chiến trường và các tỉnh trong khu vực.
Phát hiện Thái Nguyên là đầu mối tiếp nhận và trung chuyển lương thực, hàng hoá, vũ khí, phương tiện chiến tranh cho chiến trường và các tỉnh trong khu vực, trong vòng một tháng (từ cuối tháng 8, đến cuối tháng 9/1972), đế quốc Mỹ huy động máy bay, ném 851 quả bom phá, bom phát quang xuống 21 xã, thị trấn, thuộc 6 huyện, thành phố trên địa bàn Thái Nguyên, làm chết 138 người, bị thương 142 người…
Tổn thất do máy bay Mỹ đánh phá gây ra vẫn không làm cho quân và dân Thái Nguyên nao núng. Hàng hoá và các phương tiện chiến tranh do các nước xã hội chủ nghĩa anh em viện trợ cho cách mạng nước ta được quân dân Thái Nguyên tiếp nhận và trung chuyển cho chiến trường và các tỉnh trong khu vực kịp thời, góp phần đánh bại âm mưu phong toả miền Bắc của địch trên mặt trận giao thông vận tải.