Ngày 12/10/1945, sau khi nhận được chỉ thị của Trung ương Đảng, Tiểu đoàn 52 Tây Tiến chuyển hướng sang Lào thực hiện nghĩa vụ quốc tế. Ngày 22/10/1945, Tiểu đoàn 52 Tây Tiến giải phóng Sầm Nưa và đánh đuổi địch chạy về Xiêng Khoảng, đại đội của đồng chí Trần Duy Phiên được lệnh tiến lên tỉnh lỵ Sơn La vào hạ tuần tháng 10/1945. Trước diễn biến và âm mưu mới của thực dân Pháp ở Tây Bắc, Bộ Chỉ huy quân đội quốc gia quyết định thành lập Mặt trận miền Tây (Tây Tiến).

Trung đoàn Tây Tiến được thành lập năm 1947, có nhiệm vụ phối hợp với quân đội Lào bảo vệ vùng biên giới Tổ quốc. Chiến sĩ của đoàn quân Tây Tiến phần đông là những thanh niên, học sinh, trí thức trẻ ở Hà Nội, khi đất nước còn giặc xâm lăng, họ đã xung phong tự nguyện ghi tên, cầm súng ra chiến trường. Địa bàn hoạt động của đoàn quân Tây Tiến khá rộng, chủ yếu là các tỉnh vùng cao Tây Bắc như: Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu, Thanh Hóa... Trong kháng chiến chống thực dân Pháp, đoàn quân Tây Tiến đã vượt mọi khó khăn về địa hình để lập nên những chiến công vang dội.

Từ tháng 10 đến tháng 12/1947, thực dân Pháp huy động 12.000 quân với nhiều máy bay, xe tăng, pháo lớn... tiến công Việt Bắc. Trung đoàn 52 Tây Tiến phối hợp với lực lượng vũ trang địa phương đẩy mạnh hoạt động chiến đấu giữ chân địch không cho chúng tập trung quân tiến công lên Việt Bắc.

Tháng 6/1949, Trung đoàn 52 Tây Tiến đổi tên thành Trung đoàn 12 thuộc Liên khu 3. Kế thừa truyền thống Trung đoàn 52 Tây Tiến, Trung đoàn 12 trước đây, cán bộ, chiến sĩ Trung đoàn 52 đã sát cánh chiến đấu cùng các Trung đoàn đoàn 48, 64 và các đơn vị bạn trong ngôi nhà “Đoàn Đồng Bằng” tiếp tục lập nên những kỳ tích mới.

Để ghi nhớ công lao to lớn của các chiến sĩ Trung đoàn Tây Tiến, Ban liên lạc các cựu chiến binh Trung đoàn 52 Tây Tiến phối hợp với Đảng bộ, chính quyền huyện Mộc Châu xây dựng Khu lưu niệm Trung đoàn 52 Tây Tiến. Di tích lịch sử lưu niệm Trung đoàn 52 Tây Tiến được xây dựng có tổng diện tích 5.000 m² , bao gồm các hạng mục như: Khu nhà truyền thống, bức phù điêu, đài tưởng niệm, bia ghi danh chiến sĩ Tây Tiến, khu hoài niệm, đài vọng tưởng.