Ngày 22/12/1944, Hoàng Văn Thái là một trong số 34 đội viên đầu tiên của Đội Việt Nam Tuyên truyền giải phóng quân, được phân công là người cầm lá cờ trong buổi lễ thành lập đội. Trong trận đánh đồn Nà Ngần, ông cũng là người cắm lá cờ chiến thắng.

Cách mạng tháng Tám thành công, ngày 7/9/1945, ông được Chủ tịch Hồ Chí Minh giao thành lập Bộ Tổng Tham mưu và là Tổng Tham mưu trưởng đầu tiên của QĐND Việt Nam, khi đó ông mới 30 tuổi.

Ngày 20/1/1948, Hoàng Văn Thái nhận quân hàm Thiếu tướng trong đợt phong quân hàm cấp tướng đầu tiên. Ông làm Tham mưu trưởng các chiến dịch: Việt Bắc thu-đông (1947), Biên Giới (1950), Trung Du (1950), Đồng Bằng (1951), Hòa Bình (1951), Tây Bắc (1952), Thượng Lào (1953), Điện Biên Phủ (1954)...

Ảnh: Ðảng ủy Chiến dịch Biên giới, năm 1950 (người trên cùng là Thiếu tướng Hoàng Văn Thái, Tổng Tham mưu trưởng Quân đội nhân dân Việt Nam)

Trong chiến dịch Điện Biên Phủ (13/3 - 7/5/1954), bên cạnh Tổng Tư lệnh Võ Nguyên Giáp, Hoàng Văn Thái làm Tham mưu trưởng chiến dịch, trực tiếp chỉ huy công tác tham mưu - tác chiến tại mặt trận, góp phần quan trọng vào chiến thắng Điện Biên Phủ.

Ảnh: Hội nghị Đảng ủy và Bộ Chỉ huy chiến dịch Điện Biên Phủ tại Mường Phăng hạ quyết tâm tiêu diệt Tập đoàn cứ điểm Điện Biên Phủ, ngày 22/4/1954

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, khi Mỹ đưa quân vào miền Nam, ông được chỉ định làm quyền Bí thư Khu ủy V, Tư Lệnh kiêm Chính ủy Quân khu V (7/1966).

Ảnh: Trung ương Hoàng Văn Thái và Thiếu tướng Chu Huy Mân từ miền Nam ra báo cáo tình hình với Đại tướng - Tổng Tư lệnh Võ Nguyên Giáp, năm 1969

Trung tướng Hoàng Văn Thái trên đường công tác tại chiến trường B2, ngày 11/1/1973

Trung tướng Hoàng Văn Thái (bên phải) tại Sở Chỉ huy Đoàn 471 - Bộ Tư lệnh Trường Sơn, năm 1973

Tháng 3/1973, sau khoảng thời gian gần 8 năm ở chiến trường miền Nam trên nhiều cương vị như: Phó Bí thư Trung ương Cục, Phó Bí thư Quân ủy Miền kiêm Tư lệnh Quân Giải phóng miền Nam (với bí danh Mười Khang), Tư lệnh các chiến dịch: Lộc Ninh (1967), Tây Ninh (1968), Xuân - Hè (1972)... tướng Hoàng Văn Thái hiểu rất rõ tình hình chiến trường miền Nam lúc bấy giờ nên ông đã được Trung ương và Bộ Quốc phòng triệu tập trở lại Tổng Hành dinh công tác.

Ảnh: Thượng tướng Hoàng Văn Thái tham dự một cuộc họp của Bộ Chính trị và Quân ủy Trung ương tại Tổng Hành dinh (Nhà D67), năm 1974

Từ năm 1973, với vai trò là Thứ trưởng Bộ Quốc phòng, Phó Tổng Tham mưu trưởng thứ nhất, Thượng tướng Hoàng Văn Thái cùng Bộ Tổng Tham mưu chỉ đạo việc xây dựng kế hoạch tác chiến chiến lược, thực hiện các ý định, chủ trương của Bộ Chính trị, tạo thế và lực cho ta nắm thời cơ giành thắng lợi trong cuộc Tổng tiến công và nổi dậy mùa Xuân năm 1975.

Ảnh: Đại tướng Võ Nguyên Giáp cùng Tổ Thường trực phân tích diễn biến chiến trường trên bản đồ, tại Tổng Hành dinh, năm 1975 (Thượng tướng Hoàng Văn Thái thứ 2 từ trái sang)

Trong chiến dịch Hồ Chí Minh, ông là Phó Chủ tịch Thứ nhất Hội đồng chi viện cho chiến trường, Phó tổng Tham mưu trưởng thứ nhất. Trên thực tế ông đã đảm nhiệm vai trò Tổng Tham mưu trưởng lần thứ ba, thay cho đồng chí Văn Tiến Dũng bí mật vào Nam để trực tiếp chỉ huy chiến trường.

Ảnh: Đại tướng Võ Nguyên Giáp trao đổi với Tổ Trung tâm tại phòng làm việc, năm 1975 (Thượng tướng Hoàng Văn Thái ngồi ngoài cùng bên trái)