Năm 1954, khi cuộc kháng chiến chống Pháp thắng lợi, với chiến dịch Điện Biên Phủ “lừng lẫy năm châu, chấn động địa cầu” và Hiệp định Giơnevơ hòa bình được lập lại ở miền Bắc, nhưng nhân dân miền Nam vẫn phải sống trong ách thống trị bạo tàn của bè lũ Mỹ - ngụy. Mỹ dựng lên chế độ độc tài tay sai, phá hoại Hiệp định Giơnevơ, triển khai chiến lược “Chiến tranh đặc biệt”, “Chiến tranh cục bộ”, đưa quân Mỹ ồ ạt vào miền Nam Việt Nam.

Thực hiện chủ trương, đường lối của Trung ương Đảng, nhân dân cả nước cùng lúc thực hiện hai nhiệm vụ chiến lược cách mạng là xây dựng chủ nghĩa xã hội ở miền Bắc và đấu tranh giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước. Cùng với miền Bắc, Sơn La nhanh chóng thực hiện công cuộc hàn gắn hậu quả tàn phá của chiến tranh, khôi phục, ổn định đời sống, vừa sản xuất, vừa chi viện sức người, sức của cho miền Nam.

Hưởng ứng lời kêu gọi của Chủ tịch Hồ Chí Minh: “Tất cả cho tiền tuyến, tất cả để chiến thắng giặc Mỹ xâm lược”, đáp ứng yêu cầu chiến đấu khẩn trương, cấp bách, hàng ngàn thanh niên các dân tộc Sơn La hăng hái lên đường nhập ngũ, tham gia thanh niên xung phong tại các chiến trường phía Nam. Toàn tỉnh có 10.949 thanh niên nhập ngũ, chiếm 38% tổng số thanh niên; lực lượng dân quân tự vệ chiếm 13% dân số, kịp thời bổ sung cho các đơn vị chủ lực. Phần lớn con em các dân tộc hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, nhiều người lập công lớn, trở thành anh hùng, chiến sĩ thi đua, dũng sĩ diệt Mỹ như các Anh hùng lực lượng vũ trang Đèo Văn Khổ, Nguyễn Đình Thử, Đinh Đức Dừa, Vì Văn Pụn; Anh hùng lực lượng vũ trang, liệt sĩ Cà Văn Khum...

Ngày 4/8/1964, đế quốc Mỹ dựng lên “sự kiện Vịnh Bắc Bộ” để lấy cớ mở rộng chiến tranh ra toàn miền Bắc, cho máy bay ném bom nhiều địa điểm. Trước tình hình đó, Sơn La buộc phải điều chỉnh hướng phát triển kinh tế phù hợp với thời chiến. Từ năm 1965 đến 1972, Mỹ tổ chức gần 6.000 lượt máy bay đánh phá các trọng điểm ở Sơn La, như: trung tâm hành chính, bệnh viện, trường học, nhằm cản trở chi viện cho miền Nam. Đồng thời, chúng đẩy mạnh chiến tranh tâm lý, tung gián điệp, biệt kích, kích động phần tử xấu xuyên tạc chủ trương của Đảng, gây bất ổn vùng biên giới Tây Bắc.

Trong những năm kháng chiến chống Mỹ, địa danh cầu Tà Vài, cầu Chiềng Đông (Yên Châu), cầu Nà Hay (Thuận Châu)... trở thành trọng điểm bị địch đánh phá, nhằm cắt đứt tuyến giao thông huyết mạch, ngăn viện trợ từ Trung ương lên Tây Bắc. Đây cũng là nơi diễn ra nhiều trận chiến ác liệt giữa bộ đội, dân quân Sơn La với không quân Mỹ. Dù chỉ có pháo cao xạ và súng trường, quân dân ta đã kiên cường đánh trả, lập nhiều chiến công. Giai đoạn 1965-1974, Sơn La bắn rơi 76 máy bay Mỹ, bắt sống 60 biệt kích, thám báo. Đặc biệt, ngày 2/9/1965, Tiểu đội nữ dân quân Yên Châu phối hợp bộ đội pháo cao xạ bắn rơi máy bay F-105 “thần sấm” của Mỹ bằng súng trường.

Bà Quàng Thị Lĩnh, thành viên Tiểu đội nữ dân quân Yên Châu ngày ấy, kể lại: Địch nhắm đánh sập cầu Tà Vài, cắt đứt quốc lộ 6 và nguồn chi viện cho chiến trường. Tiểu đội của tôi cùng bộ đội pháo cao xạ bám trụ, chiến đấu quyết liệt bảo vệ cầu. Tại trận địa này, các lực lượng phối hợp bắn rơi 2 máy bay F-105 và bắt sống giặc lái Mỹ. Dù cầu, đường, liên tục bị phá hỏng, tinh thần quân dân kiên cường ngày đêm sửa đường, dỡ nhà làm cầu, giữ vững huyết mạch giao thông.

Ông Lò Hồng Sơn, thị trấn Mường Giàng, huyện Quỳnh Nhai, từng trực tiếp chiến đấu tại chiến trường miền Nam, vẫn nhớ rõ những kỷ niệm cùng đồng đội. Ông kể: Tôi nhập ngũ năm 1973, được huấn luyện gấp tại Nghệ An rồi biên chế vào Trung đoàn pháo binh, Sư đoàn 316. Chúng tôi hành quân vào chiến trường miền Nam, tham gia chiến dịch Tây Nguyên suốt 2 tháng ròng, ban ngày ẩn nấp, đêm mới đi rừng. Sau khi giải phóng Buôn Ma Thuột, đơn vị hành quân vào Sài Gòn, nhận nhiệm vụ đánh chiếm sân bay Tân Sơn Nhất, yểm trợ cho lực lượng chủ lực. Tôi nhớ mãi khoảnh khắc 11h30 ngày 30/4/1975, nghe tin, quân ta tiến vào Dinh Độc Lập, giải phóng Sài Gòn, thống nhất đất nước, cả đơn vị ôm nhau reo hò, xúc động đến nghẹn ngào. Đó là cảm xúc vỡ òa, đến giờ tôi vẫn không thể quên.

Ở hậu phương Sơn La cùng các tỉnh miền Bắc, giai đoạn này, các phong trào “Thanh niên ba sẵn sàng”, “Phụ nữ ba đảm đang”, “Mỗi người làm việc bằng hai”... phát động sâu rộng, khích lệ, động viên nhân dân hăng hái thi đua lao động, làm ra nhiều của cải. Trong hai năm 1973-1974, tỉnh ta có trên 40% ruộng hai vụ đạt năng suất 5 tấn thóc/ha; sản lượng lương thực của tỉnh đạt 91.000 tấn, vừa đảm bảo lương thực, vừa góp phần chi viện cho chiến trường miền Nam.

Với phương châm “Tiền tuyến cần người có người, cần của có của”, nhân dân các dân tộc Sơn La đã góp sức người, sức của chi viện cho chiến trường miền Nam, cùng cả nước làm nên thắng lợi vĩ đại trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước.

Ghi nhận đóng góp to lớn ấy, Đảng và Nhà nước đã trao tặng nhiều phần thưởng cao quý cho Đảng bộ, quân và dân Sơn La, trong đó, 9 đơn vị, 5 cá nhân được phong và truy tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân; 4 tập thể, 4 cá nhân được phong tặng danh hiệu Anh hùng Lao động. Đảng và Chính phủ nước CHDCND Lào trao tặng Huân chương Tự do - phần thưởng cao quý nhất - cho Đảng bộ, quân và dân tỉnh Sơn La.